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Estos dispositivos médicos bioelectrónicos desaparecen después de curar los nervios dañados


Los bioingenieros crearon una nueva solución para curar los nervios dañados al inventar un nuevo tipo de 'medicina' bioelectrónica. El dispositivo inalámbrico implantable y biodegradable acelera el proceso de curación de algunas de las lesiones más difíciles del cuerpo humano.

Dos equipos colaboraron en el proyecto. Los científicos e ingenieros de materiales de Northwestern trabajaron en estrecha colaboración con neurocirujanos de la Universidad de Washington en el dispositivo.

El resultado es un dispositivo inalámbrico ultrafino del tamaño de una moneda de diez centavos que envía regularmente pulsos de electricidad a los nervios dañados después de la cirugía. Después de dos semanas, el pequeño dispositivo se absorbe naturalmente en el cuerpo.

La investigación fue publicada en una edición reciente de la revista. Medicina natural.

Creando un dispositivo electrónico que desaparece

Un beneficio clave de la búsqueda de dispositivos electrónicos biodegradables es brindar tratamiento directamente en el área afectada mientras se reducen las repercusiones de los implantes permanentes tradicionales.

"Estos sistemas de ingeniería proporcionan una función terapéutica activa en un formato programable y dosificado y luego desaparecen naturalmente en el cuerpo, sin dejar rastro", dijo John A. Rogers de Northwestern, pionero en tecnologías biointegradas y coautor principal de la estudiar. "Este enfoque de la terapia permite pensar en opciones que van más allá de las drogas y la química".

Rogers y su equipo han pasado los últimos ocho años especializándose en electrónica, especialmente en dispositivos biodegradables. Cuando los neurocirujanos de la Universidad de Washington se acercaron a ellos, Rogers supo que podían encontrar una solución innovadora.

"Sabemos que la estimulación eléctrica durante la cirugía ayuda, pero una vez que la cirugía termina, se cierra la ventana para intervenir", dijo el coautor principal Wilson "Zack" Ray, profesor asociado de neurocirugía, ingeniería biomédica y cirugía ortopédica en Universidad de Washington. "Con este dispositivo, hemos demostrado que la estimulación eléctrica administrada de forma programada puede mejorar aún más la recuperación nerviosa".

El equipo de Northwestern desarrolló un dispositivo flexible capaz de envolver grupos de nervios lesionados. Un transmisor remoto alimenta el dispositivo como una alfombra de carga de un teléfono celular, explicó el equipo.

El grupo de la Universidad de Washington recibió la tarea de probar los dispositivos en entornos de laboratorio. Utilizaron ratas con nervios ciáticos lesionados (los nervios que envían señales hacia arriba y hacia abajo de las piernas). Durante una hora al día, los dispositivos proporcionaron estimulación eléctrica a las ratas. El estudio duró 10 semanas y los investigadores dividieron a las ratas en diversos grados de tratamiento.

Los neurocientíficos descubrieron que cuantos más días recibían las ratas de estimulación eléctrica, más rápido se recuperaban tanto en la fuerza nerviosa como en la muscular. Tampoco se encontraron efectos adversos por la absorción del dispositivo en las ratas.

"Antes de hacer este estudio, no estábamos seguros de que una estimulación más prolongada hiciera una diferencia, y ahora que sabemos que lo hace, podemos comenzar a tratar de encontrar el marco de tiempo ideal para maximizar la recuperación", dijo Ray. "Si hubiéramos administrado estimulación eléctrica durante 12 días en lugar de seis, ¿habría habido más beneficio terapéutico? Tal vez. Estamos investigando eso ahora".

Un futuro creciente de dispositivos electrónicos

El éxito de este dispositivo está dando a ambos equipos más ideas sobre cómo pueden aplicar la investigación innovadora en otros lugares. Los siguientes pasos incluyen fortalecer la potencia de la señal al dispositivo y alargar la cantidad de tiempo que el dispositivo funciona antes de degradarse.

"Diseñamos los dispositivos para que desaparezcan", dijo Rogers. "Esta noción de dispositivos electrónicos transitorios ha sido un tema de profundo interés en mi grupo durante casi 10 años; una gran búsqueda en la ciencia de los materiales, en cierto sentido. Estamos entusiasmados porque ahora tenemos las piezas: los materiales, los dispositivos , los enfoques de fabricación, los conceptos de ingeniería a nivel de sistema, para explotar estos conceptos de manera que puedan tener relevancia para los grandes desafíos en la salud humana ".

Los investigadores esperan algún día diseñar el dispositivo para reemplazar los tratamientos para una serie de afecciones médicas en humanos. Gracias a la amplia utilidad del dispositivo, incluso podría convertirse en un marcapasos temporal o en una interfaz de la médula espinal.


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