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Biomedicina

Suturas inteligentes que detectan infecciones

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Hilos de plástico o de seda cubiertos con sensores de temperatura y microcalentadores podrían vigilar la aparición de infecciones y proporcionar terapias.

  • por Prachi Patel | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 27 Agosto, 2012

Las suturas quirúrgicas ya no son lo que eran. Un grupo de investigadores las ha cubierto con sensores que podrían vigilar las heridas y acelerar la curación.

Las suturas electrónicas -con sensores de silicio ultrafinos integrados en las tiras de polímero o seda- se pueden enhebrar a través de agujas, y en pruebas con animales los investigadores fueron capaces de encajarlas a través de la piel, tirar con fuerza y hacer un nudo sin degradar los dispositivos.

Las suturas pueden medir con precisión la temperatura (las elevadas temperaturas indican infección) y suministrar calor a la herida, lo cual se sabe que ayuda a la curación. Además, John Rogers, profesor de ciencias e ingeniería de materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos), e inventor de las suturas inteligentes, cree que también podrían llevar incorporadas dispositivos que proporcionen estimulación eléctrica para curar heridas. "En última instancia, lo más valioso sería poder usarlas para liberar fármacos de forma programada", señala. Los investigadores podrían lograrlo recubriendo los hilos electrónicos con polímeros infundidos con medicamento, que liberarían productos químicos cuando se activasen por calor o por un pulso eléctrico.

Las suturas inteligentes, cuyo desarrollo ha sido publicado en línea en la revista Small, dependen de dispositivos basados ​​en silicio capaces de flexionarse y estirarse. Rogers y sus colegas crean los dispositivos con membranas de silicio y electrodos de oro y alambres de unos pocos cientos de nanómetros de grosor con patrones en forma de serpentina. La tecnología, que también se ha utilizado en catéteres inflables y tatuajes médicos, está siendo comercializada por MC10, una start-up con sede en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.) de la que Rogers es cofundador.

Primero, los investigadores utilizan productos químicos para rebanar una película ultrafina de silicio a partir de una oblea. Con un sello de goma, levantan y transfieren las nanomembranas a las tiras de polímero o seda. Luego depositan los electrodos de metal y alambres en la parte superior y encapsulan todo el dispositivo con un recubrimiento de epoxi.

Han incluido dos tipos de sensores de temperatura en las suturas. Uno de ellos es un diodo de silicio que cambia su corriente de salida según la temperatura; y el otro es una resistencia de nanomembrana de platino que modifica su resistencia con la temperatura. Los microcalentadores, por su parte, son simplemente filamentos de oro que se calientan cuando la corriente pasa a través de ellos.

Según Rogers, todos los materiales utilizados en los dispositivos son seguros para su uso en el cuerpo y el mayor desafío consistió en hacer que las suturas fueran flexibles. El silicio es frágil, por lo que crear las nanomembranas lo más finas posibles y colocarlas en un patrón capaz de enrollarse fue clave para conseguir elasticidad. La colocación del silicio a medio camino entre el epoxi superior y la superficie de polímero inferior de la sutura también resulta crucial. "Cuando se dobla toda la estructura, la superficie superior está en tensión y la inferior en compresión, pero en el punto medio la tensión es muy pequeña", señala.

Los investigadores han probado la flexibilidad mecánica y la fortaleza de las suturas en incisiones sobre la piel de ratas, pero aún no han probado las capacidades de detección de temperatura y de calentamiento en animales. También están trabajando en la fabricación de dispositivos inalámbricos.

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