Dispositivo inteligente implantable cambia de forma para mantener dosis del medicamento

Los dispositivos médicos implantables ofrecen la posibilidad de soluciones terapéuticas revolucionarias en la atención médica, como la liberación de insulina para el tratamiento de la diabetes. Sin embargo, un obstáculo importante para estos dispositivos es la respuesta del cuerpo a objetos extraños. Ahora, un nuevo avance en la tecnología de dispositivos médicos facilitado por el uso de robótica blanda aumenta la posibilidad de que los dispositivos implantables se mantengan dentro del cuerpo de un paciente durante períodos prolongados, permitiendo un tratamiento terapéutico a largo plazo. Esta innovación se parece mucho a un implante terapéutico equipado con la capacidad de detectar su entorno y reaccionar según sea necesario utilizando inteligencia artificial (IA). Este desarrollo podría revolucionar la administración de medicamentos implantables para diversas enfermedades crónicas.

Equipos de investigación de la Universidad de Galway (Galway, Irlanda) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) han desarrollado un dispositivo inteligente que es capaz de detectar su entorno y adaptarse para liberar fármacos según sea necesario, incluso en presencia del tejido cicatricial circundante. Este dispositivo inteligente implantable es experto en la administración de medicamentos y, al mismo tiempo, evita la acumulación de tejido cicatricial y monitorea la respuesta del cuerpo, además, ajusta su forma para mantener una dosificación precisa de los medicamentos con el uso de IA. La tecnología podría allanar el camino para tratamientos inteligentes, a largo plazo y personalizados para los pacientes combinando robótica suave con IA.

Inicialmente, el equipo de investigación desarrolló dispositivos flexibles, conocidos como implantes robóticos blandos, para mejorar la administración de fármacos y reducir la fibrosis. Si bien tuvieron éxito, estos dispositivos se consideraron soluciones iguales para todos, sin tener en cuenta las necesidades individuales de los pacientes y la naturaleza progresiva de la fibrosis. En su última investigación, el equipo mejoró significativamente esta tecnología mediante la integración de IA, haciéndola receptiva al entorno del implante. Esta adaptabilidad es prometedora para extender la longevidad del dispositivo al contrarrestar la característica natural del cuerpo de rechazar entidades extrañas.

Para abordar el desafío de la formación de tejido cicatricial, el equipo de investigación aprovechó una técnica emergente llamada mecanoterapia. Los implantes robóticos blandos realizan movimientos regulares dentro del cuerpo, evitando la acumulación de tejido cicatricial mediante acciones como inflado y desinflado. Un aspecto clave del dispositivo implantable avanzado es una membrana porosa conductora capaz de detectar obstrucciones causadas por tejido cicatricial. Este mecanismo de detección identifica los poros bloqueados mediante alteraciones en las señales eléctricas que atraviesan la membrana, provocadas por las células y sus secreciones. Los investigadores creen que su avanzado dispositivos médico podría marcar el comienzo de implantes independientes de circuito cerrado que no solo reducen la encapsulación fibrótica sino que también continuamente detectan y ajustan de manera inteligente la actividad de liberación de fármacos en respuesta.

"El dispositivo resultó ser el mejor régimen para liberar una dosis constante, por sí solo, incluso cuando se simulaba una fibrosis significativa", dijo el profesor Garry Duffy, profesor de Anatomía y Medicina Regenerativa de la Universidad de Galway y autor principal del estudio. “Mostramos el peor de los casos, tejido cicatricial muy grueso y denso alrededor del dispositivo y lo superó cambiando la forma en que bombea para administrar los medicamentos. Podríamos controlar con precisión la liberación del fármaco en un modelo computacional y en el banco utilizando robótica blanda, independientemente de la fibrosis significativa”.

"Si podemos detectar cómo responde el sistema inmunológico del individuo a un dispositivo terapéutico implantado y modificar el régimen de dosificación en consecuencia, podría tener un gran potencial en la administración personalizada y precisa de medicamentos, reduciendo los efectos no deseados y garantizando que se administre la cantidad adecuada de medicamento en el momento adecuado". El trabajo presentado aquí es un paso hacia ese objetivo”, añadió la profesora Ellen Roche, profesora de Ingeniería Mecánica en el MIT.

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Universidad de Galway
MIT

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