Un nuevo estudio ha revelado un implante pequeño, suave y flexible que alivia el dolor a demanda y sin el uso de medicamentos. El primer dispositivo de este tipo podría proporcionar una alternativa muy necesaria a los opioides y otras drogas adictivas.

El dispositivo biocompatible y soluble en agua funciona envolviendo suavemente los nervios para proporcionar un enfriamiento preciso y específico, que adormece los nervios y bloquea las señales de dolor al cerebro. Una bomba externa permite al usuario activar de forma remota el dispositivo y luego aumentar o disminuir su intensidad. Una vez que ya no se necesita el dispositivo, se absorbe naturalmente en el cuerpo, evitando la necesidad de una extracción quirúrgica.

El equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Northwestern cree que el dispositivo será más valioso para los pacientes que se someten a una cirugía de rutina o incluso a amputaciones que comúnmente requieren medicamentos posoperatorios. Los cirujanos pueden implantar el dispositivo durante el procedimiento para ayudar a controlar el dolor posoperatorio del paciente.

“Si bien los opioides son extremadamente efectivos, también son altamente adictivos”, dijo John A. Rogers de Northwestern, quien dirigió el desarrollo del dispositivo. “Como ingenieros, nos motiva la idea de tratar el dolor sin medicamentos, de formas que se puedan activar y desactivar instantáneamente, con el control del usuario sobre la intensidad del alivio”.

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La tecnología que se informa aquí usa mecanismos que tienen algunas similitudes con los que causan entumecimiento en los dedos cuando están fríos. El implante le permite producir ese efecto de forma programable, directa y localmente en los nervios objetivo, incluso en aquellos que se encuentran en lo profundo de los tejidos blandos circundantes.

Como funciona

Si bien el nuevo dispositivo puede parecer ciencia ficción, aprovecha un concepto simple y común con el que todos están familiarizados: la evaporación. De manera similar a cómo la evaporación del sudor enfría el cuerpo, el dispositivo contiene un refrigerante que se induce a evaporarse en la ubicación específica de un nervio sensorial.

“A medida que un nervio se enfría, las señales que viajan a través del nervio se vuelven cada vez más lentas y finalmente se detienen por completo”. dijo el coautor del estudio Dr. Matthew MacEwan de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. “Nos dirigimos específicamente a los nervios periféricos, que conectan el cerebro y la médula espinal con el resto del cuerpo. Estos son los nervios que comunican los estímulos sensoriales, incluido el dolor. Al brindar un efecto de enfriamiento a uno o dos nervios específicos, podemos modular efectivamente las señales de dolor en una región específica del cuerpo”.

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Para inducir el efecto de enfriamiento, el dispositivo contiene diminutos canales de microfluidos. Un canal contiene el líquido refrigerante (perfluoropentano), ya clínicamente aprobado como agente de contraste para ultrasonidos e inhaladores presurizados. Un segundo canal contiene nitrógeno seco, un gas inerte. Cuando el líquido y el gas fluyen hacia una cámara compartida, ocurre una reacción que rápidamente evapora el líquido. Al mismo tiempo, un diminuto sensor integrado controla la temperatura del nervio para asegurarse de que no se enfríe demasiado, lo que podría causar daños en los tejidos.

“El enfriamiento excesivo puede dañar el nervio y los tejidos frágiles que lo rodean”, dijo Rogers. “Por lo tanto, la duración y la temperatura del enfriamiento deben controlarse con precisión. Al monitorear la temperatura del nervio, las tasas de flujo se pueden ajustar automáticamente para establecer un punto que bloquee el dolor de manera reversible y segura”.

Potencia de precisión

Si bien se han probado experimentalmente otras terapias de enfriamiento y bloqueadores de nervios, todos tienen limitaciones que el nuevo dispositivo supera. Anteriormente, los investigadores exploraron las crioterapias, por ejemplo, que se inyectan con una aguja. En lugar de dirigirse a nervios específicos, estos enfoques imprecisos enfrían grandes áreas de tejido, lo que puede provocar efectos no deseados como daño e inflamación del tejido.

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En su punto más ancho, el pequeño dispositivo de Northwestern tiene solo 5 milímetros de ancho. Un extremo se enrolla en un manguito que envuelve suavemente un solo nervio, evitando la necesidad de suturas. Al apuntar con precisión solo al nervio afectado, el dispositivo evita que las regiones circundantes se enfríen innecesariamente, lo que podría causar efectos secundarios.

“Uno no quiere enfriar inadvertidamente otros nervios o tejidos que no están relacionados con el nervio que transporta los estímulos dolorosos”, dijo MacEwan. “Queremos bloquear las señales de dolor, no los nervios que controlan la función motora y permiten, por ejemplo, usar la mano”.

Los investigadores anteriores también han explorado los bloqueadores de los nervios que utilizan la estimulación eléctrica para silenciar los estímulos dolorosos. Estos también tienen limitaciones.

“No se puede apagar un nervio con estimulación eléctrica sin activarlo primero”, dijo MacEwan. “Esto puede causar dolor adicional o espasmos musculares y no es lo ideal desde el punto de vista del paciente”.

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Esta nueva tecnología es el tercer ejemplo de dispositivos electrónicos bioabsorbibles del laboratorio de Rogers, incluido un implante biodegradable que acelera la regeneración nerviosa y un marcapasos transitorio.

Todos los componentes de los dispositivos son biocompatibles y se absorben naturalmente en los biofluidos del cuerpo en el transcurso de días o semanas, sin necesidad de extracción quirúrgica. Los dispositivos bioabsorbibles son completamente inofensivos, similares a los puntos absorbibles.

Con el grosor de una hoja de papel, el enfriador de nervios suave y elástico es ideal para tratar los nervios altamente sensibles.

“Cuando piensa en tejido blando, nervios frágiles y un cuerpo en constante movimiento, cualquier dispositivo de interfaz debe tener la capacidad de flexionarse, doblarse, torcerse y estirarse con facilidad y naturalidad”, dijo Rogers. “Además, desea que el dispositivo simplemente desaparezca después de que ya no sea necesario, para evitar procedimientos delicados y riesgosos para la extracción quirúrgica”.

El estudio, publicado esta semana en la revista Cienciadescribe el diseño del dispositivo y demuestra su eficacia en un modelo animal.

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