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MEDICINA

Desarrolan un chip capaz de integrarse en los huesos y monitorizar su salud

Los dispositivos electrónicos de oseosuperficie, que se adhieren directamente al hueso, podrían algún día ayudar a los médicos a controlar la salud de los huesos. Uno se muestra aquí aplicado a un hueso sintético en el Laboratorio Gutruf de la Universidad de Arizona.
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Los dispositivos electrónicos de oseosuperficie, que se adhieren directamente al hueso, podrían algún día ayudar a los médicos a controlar la salud de los huesos. Uno se muestra aquí aplicado a un hueso sintético en el Laboratorio Gutruf de la Universidad de Arizona. (Foto: Laboratorio Gutruf)
lunes 22 de noviembre de 2021, 17:53h

Un equipo de investigadores de la Universidad de Arizona ha desarrollado un dispositivo inalámbrico ultradelgado que crece hasta la superficie del hueso y que, algún día, podría ayudar a los médicos a controlar la salud y la curación de los huesos durante períodos prolongados. Los dispositivos, llamados electrónica de superficie ósea, se describen en un artículo publicado en Nature Communications.

"Como cirujano, lo que más me entusiasma es utilizar las mediciones recopiladas con la electrónica de la superficie ósea para proporcionar algún día a mis pacientes atención ortopédica individualizada, con el objetivo de acelerar la rehabilitación y maximizar la función después de lesiones traumáticas", comenta el coautor principal del estudio, el David Margolis, profesor asistente de cirugía ortopédica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Arizona.

Las fracturas por fragilidad asociadas con afecciones como la osteoporosis acarrean más días en el hospital que los ataques cardíacos, el cáncer de mama o el cáncer de próstata. Aunque aún no se han probado ni aprobado su uso en humanos, los dispositivos óseos inalámbricos podrían algún día usarse no solo para monitorear la salud, sino para mejorarla, señala, por su parte, el coautor principal del estudio, Philipp Gutruf, profesor asistente de ingeniería biomédica.

"Poder monitorear la salud del sistema musculoesquelético es muy importante", indica Gutruf. "Con esta interfaz, básicamente tenemos un computador en el hueso". Esta plataforma tecnológica nos permite crear herramientas de investigación para que los científicos descubran cómo funciona el sistema musculoesquelético y utilicen la información recopilada para beneficiar la recuperación y la terapia".

Debido a que los músculos están tan cerca de los huesos y se mueven con tanta frecuencia, es importante que el dispositivo sea lo suficientemente delgado para evitar irritar el tejido circundante o que se desprenda, explica Gutruf. "La estructura delgada del dispositivo, aproximadamente tan gruesa como una hoja de papel, puede adaptarse a la curvatura del hueso, formando una interfaz estrecha". Además, según sus creadores, este chip tampoco necesita batería. Esto es posible usando un método de transmisión de energía y comunicación llamado comunicación de campo cercano, o NFC, que también se usa en teléfonos inteligentes para pagos sin contacto.

El adhesivo cerámico crece hasta convertirse en hueso

Año tras año, las capas externas de huesos se desprenden y renuevan al igual que las capas externas de la piel. Si se usase un adhesivo tradicional para unir algo al hueso, se caería después de unos pocos meses. Para abordar este desafío, los científicos han ideado un adhesivo que contiene partículas de calcio con una estructura atómica similar a las células óseas, que se utiliza para asegurar la electrónica de la superficie ósea a el hueso. "Básicamente, el hueso cree que el dispositivo es parte de él y crece hasta el sensor mismo. Esto le permite formar una unión permanente con el hueso y tomar medidas durante largos períodos de tiempo", explican.

Por ejemplo, un médico podría conectar el dispositivo a un hueso roto o fracturado para controlar el proceso de curación. Esto podría ser particularmente útil en pacientes con afecciones como la osteoporosis, ya que con frecuencia sufren refracturas. Saber qué tan rápido y qué tan bien se está curando el hueso también podría informar las decisiones de tratamiento clínico, como cuándo quitar el hardware temporal como placas, varillas o tornillos.

A algunos pacientes se les recetan medicamentos diseñados para acelerar la curación ósea o mejorar la densidad ósea, pero estas recetas pueden tener efectos secundarios. La monitorización estrecha de los huesos permitiría a los médicos tomar decisiones más informadas sobre los niveles de dosificación de los medicamentos.

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