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Suturas inteligentes que detectan infecciones
Las suturas quirúrgicas ya no son hilos sin sentido. Los investigadores ahora los han cubierto con sensores que podrían monitorear las heridas y acelerar la curación.
Las suturas electrónicas, que contienen sensores de silicio ultrafinos integrados en tiras de polímero o seda, se pueden enhebrar a través de agujas y, en pruebas con animales, los investigadores pudieron atravesar la piel, apretarlas y anudarlas sin degradar los dispositivos.
Las suturas pueden medir con precisión la temperatura (las temperaturas elevadas indican infección) y suministrar calor al lugar de la herida, que se sabe que ayuda a la cicatrización. Y John Rogers , profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign e inventor de las suturas inteligentes, imagina que también podrían estar cargadas con dispositivos que brinden estimulación eléctrica para curar heridas. En última instancia, el mayor valor sería cuando pueda liberar medicamentos de ellos de una manera programada, dice. Los investigadores podrían hacerlo recubriendo los hilos electrónicos con polímeros infundidos con fármacos, que liberarían los productos químicos cuando se activan con el calor o un pulso eléctrico.
Las suturas inteligentes, informadas en línea en la revista. Pequeña , confíe en dispositivos basados en silicona que se flexionan y se estiran. Rogers y sus colegas fabrican los dispositivos con membranas de silicio y electrodos y cables de oro que tienen solo unos pocos cientos de nanómetros de espesor y están estampados en forma de serpentina. La tecnología, que también han utilizado en catéteres inflables y tatuajes médicos (ver Tatuajes electrónicos adhesivos), está siendo comercializada por MC10, una startup con sede en Cambridge, Massachusetts, cofundada por Rogers (ver Making Stretchable Electronics).
Los investigadores primero utilizan productos químicos para cortar una película ultrafina de silicio de una oblea de silicio. Con un sello de goma, levantan y transfieren las nanomembranas a tiras de polímero o seda. Luego, depositan electrodos metálicos y cables en la parte superior y encapsulan todo el dispositivo en una capa de epoxi.
Han construido dos tipos de sensores de temperatura en las suturas. Uno es un diodo de silicio que cambia su salida de corriente con la temperatura; el otro, una resistencia de nanomembrana de platino, cambia su resistencia con la temperatura. Mientras tanto, los microcalentadores son simplemente filamentos de oro que se calientan cuando la corriente los atraviesa.
Todos los materiales utilizados en los dispositivos son seguros para su uso en el cuerpo, y el mayor desafío fue hacer que las suturas fueran flexibles, dice Rogers. El silicio es frágil, por lo que hacer las nanomembranas lo más delgadas posible y colocarlas en un patrón sinuoso fue clave para la elasticidad. También es crucial colocar el silicio a medio camino entre las superficies superior de epoxi y polímero inferior de la sutura. Cuando dobla toda la construcción, la superficie superior está en tensión y la parte inferior está en compresión, pero en el punto medio las deformaciones son muy pequeñas, dice.
Los investigadores han probado la flexibilidad mecánica y la tenacidad de las suturas en incisiones en piel de rata, pero aún no han probado la capacidad de detección de temperatura y calentamiento en animales. También están trabajando para que los dispositivos sean inalámbricos.