Terapias sin drogas
Las fichas y las ofertas sustituyen a las píldoras y los medicamentos
Los investigadores de Fraunhofer están investigando el potencial de los microimplantes para estimular las células nerviosas y tratar condiciones crónicas como el asma, la diabetes o la enfermedad de Parkinson. Averigüe qué es lo que hace que esta forma de tratamiento sea tan atractiva y qué retos tienen que dominar los investigadores.
Los 324 electrodos y la compleja electrónica integrada en el implante flexible estimulan y monitorizan la actividad neuronal en la superficie del cerebro.
© Fraunhofer IZM | Tim Hosman
Un estudio del Instituto Robert Koch ha descubierto que una de cada cuatro mujeres sufrirá de vejigas débiles en algún momento de su vida. Los tratamientos de esta condición se han centrado durante mucho tiempo en los ejercicios del suelo pélvico, marcapasos especializados, medicamentos o incluso intervenciones quirúrgicas. Los microimplantes prometen hacer que estos tratamientos, a menudo largos e incómodos, sean cosa del pasado. La idea: Los impulsos eléctricos pueden ayudar a ciertas partes del cuerpo humano a hacer lo que deben hacer, cuando y donde sea necesario.
Vasiliki Giagka, Jefe de Grupo del Instituto Fraunhofer de Fiabilidad y Microintegración IZM, explica el concepto: "Los implantes electrónicos pueden liberar señales interrumpidas o bloquear señales no deseadas; pueden enviar señales a otros lugares del cuerpo. Los pacientes que han perdido la capacidad natural de controlar la función de su vejiga pueden beneficiarse de un pequeño implante bioeléctrico que monitoriza su vejiga y envía una señal cuando necesitan usar el baño. También podría usar la estimulación de alta frecuencia del nervio dañado para evitar que la vejiga se vacíe involuntariamente".
Para que esto sea posible, el equipo dirigido por Giagka ha estado trabajando con otros investigadores de la Universidad Técnica de Delft para producir implantes electrónicos en miniatura, flexibles y duraderos. Los sistemas incluyen un sensor dedicado a monitorizar la vejiga del paciente, con los datos enviados de forma inalámbrica a su destino - un reto enorme, ya que el cuerpo humano con sus órganos y fluidos corporales no es el lugar ideal para la transmisión de datos. La transmisión de datos tampoco es la única característica inalámbrica del sistema. Los implantes en sí se recargan mediante ondas ultrasónicas: El ultrasonido estimula diminutos resonadores elásticos en los implantes, y el movimiento de estos cuerpos elásticos puede transformarse en la potencia necesaria.
Los microimplantes de este tipo también pueden conectarse directamente con las células nerviosas mediante electrodos que utilizan impulsos eléctricos dirigidos para estimular ciertas respuestas fisiológicas. Los electrodos flexibles se conectan a microchips de hasta 10 micrómetros de grosor que pueden crear nuevos bucles de retroalimentación entre los nervios y los implantes y ayudar a introducir tratamientos personalizados y localizados para cada paciente. Giagka y sus colegas especialistas en bioelectrónica confían en materiales totalmente biocompatibles como polímeros, metales preciosos y silicio para su electrónica, para evitar el rechazo del cuerpo al objeto extraño.
Los investigadores han comenzado a favorecer el término electroceútico para los microimplantes de este tipo, ya que la electrónica en miniatura está destinada a sustituir a los productos farmacéuticos tradicionales: chips y ofertas que sustituyen a las píldoras y los medicamentos. La idea abre nuevas vías terapéuticas y promete minimizar los efectos secundarios nocivos. Varias condiciones crónicas comunes, además de la incontinencia, son el objetivo de los nuevos tratamientos. La única condición previa: los mecanismos biológicos subyacentes deben ser receptivos a la estimulación eléctrica. Asma, diabetes, enfermedad de Parkinson, migrañas, reumatismo, alta presión sanguínea y muchas otras condiciones - la lista de posibles casos de uso sigue creciendo, y hay mucho potencial para más investigaciones prometedoras.
Antes de que la electroceútica finalmente dé el salto a un uso generalizado, todavía hay que superar varios obstáculos. Vasso Giagka explica: "Todavía no podemos decir con certeza cuándo comenzarán los primeros ensayos clínicos. Actualmente estamos desarrollando nuevos conceptos de prueba para comprobar la fiabilidad de los implantes para todo el proceso, y seguimos trabajando para miniaturizar y optimizar los estimuladores". La durabilidad de los microestimuladores sigue siendo un desafío particular, ya que los implantes necesitan funcionar de manera fiable durante décadas en el cuerpo humano. Al mismo tiempo, el equipo está tratando de reducir el tamaño del sistema general a menos de un centímetro cúbico.
Giagka y su equipo están particularmente interesados en expandir la vida útil de los implantes. Someten a los dispositivos a pulsos electromagnéticos, humedad y temperaturas cambiantes en duras pruebas de fiabilidad para comprobar su esperanza de vida real en uso. El diseño de los chips ha sido cuidadosamente modelado para reducir el impacto de la fuerza electromagnética, ampliando sustancialmente su capacidad para medir y registrar datos. El equipo espera lograr una vida útil de los implantes que no dure años, sino décadas.
Vasiliki Giagka, que ha establecido un grupo de trabajo dedicado a las tecnologías bioelectrónicas en el Fraunhofer IZM como parte del programa "Fraunhofer Attract" junto con su trabajo como profesora adjunta en la Universidad Técnica de Delft, se ha puesto en contacto con socios de toda Europa, los Estados Unidos y Asia para promover las perspectivas de la terapia de electroestimulación mediante microimplantes. Otro aspecto que determinará si los microimplantes son aceptados por los pacientes - la seguridad de sus datos - se está persiguiendo en una cooperación con el Centro de Transformación Digital de Berlín del Fraunhofer.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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