Unos investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Texas A&M están trabajando en una forma totalmente nueva de detectar coágulos de sangre, especialmente en pacientes pediátricos.
A diferencia de lo
que puede mostrar un libro de biología, los vasos sanguíneos no
son cilindros rectos. Son tortuosos, lo que significa que tienen curvas
complejas, espirales y pliegues. Cuando la sangre llega a estas curvas, sufre
cambios en su mecánica de fluidos e interacciones con la pared del vaso. En una
persona sana, estos cambios están en armonía con el tortuoso microambiente,
pero cuando está enferma, estos ambientes podrían conducir a condiciones de
flujo muy complejas que activan las proteínas y las células que acaban por
llevar a los coágulos
sanguíneos.
El Dr. Abhishek
Jain, profesor asistente, dijo que uno de los grandes desafíos de la medicina
es que los dispositivos médicos utilizados para detectar coágulos y evaluar los
efectos de los medicamentos anticoagulantes se basan
totalmente en la química.
"No tienen en
cuenta el flujo a través de los vasos sanguíneos que giran y se retuercen de
forma natural, y que son reguladores físicos de la coagulación de la
sangre", dijo Jain. "Por lo tanto, las lecturas de estos sistemas
estáticos actuales no son altamente predictivas, y a menudo resultan en falsos
positivos o falsos negativos".
Para abordar el
problema desde un nuevo ángulo, los investigadores del laboratorio de Jain en
Texas A&M diseñaron un microdispositivo que imita los vasos sanguíneos
tortuosos y crearon un microambiente enfermo en el que la sangre puede
coagularse rápidamente bajo el flujo. Demostraron que este dispositivo
biomimético de coagulación de la sangre podía utilizarse para diseñar y
supervisar los medicamentos que se administran a los pacientes que sufren de
trastornos por coagulación.
Jain prevé varias
aplicaciones para el dispositivo, incluyendo unidades de cuidados críticos y
unidades militares de atención de traumas.
Las líneas rojas de esta foto son el dispositivo microfluídico que el Dr. Abhishek Jain y su equipo han desarrollado para ayudar a detectar coágulos de sangre. (Foto: Texas A&M University College of Engineering)
"Puede
utilizarse en la detección de trastornos de la coagulación y en la medicina de
precisión, donde se desea supervisar las terapias protrombóticas o
antitrombóticas y optimizar el enfoque terapéutico", dijo Jain.
Después de
desarrollar el dispositivo, el equipo realizó un estudio piloto. Trabajando con
el Dr. Jun Teruya, jefe de medicina de transfusión del Texas Children's
Hospital y el Baylor College of Medicine, el equipo se coordinó con los médicos
para probar el dispositivo con pacientes pediátricos en cuidados intensivos
cuyo corazón y pulmones no funcionaban correctamente.
Estos pacientes
necesitaban una máquina de oxigenación por membrana extracorpórea (OMEC),
que proporciona apoyo cardíaco y respiratorio a cambio de oxígeno y dióxido de
carbono.
Una complicación
común en la OMEC es la coagulación de la sangre, por lo que a los pacientes se
les administran anticoagulantes para prevenir la coagulación.
Sin embargo, también se sabe que las máquinas OMEC "comen" proteínas
de coagulación y plaquetas, lo que pone a los pacientes anticoagulados en mayor
riesgo de hemorragias. Los pacientes pediátricos anticoagulados en
OMEC son especialmente propensos a las hemorragias.
Las pruebas
actuales de coagulación de la sangre con base química son costosas, llevan
mucho tiempo, pueden ser poco fiables y requieren un técnico especializado. El
sistema microfluídico del equipo de Jain no requiere sustancias químicas
costosas, es rápido, con resultados en 10-15 minutos, utiliza un bajo volumen
de muestra de sangre y es fácil de operar.
"El margen de
error es esencialmente cero para estos pacientes", dijo Jain. "Por lo
tanto, es imperativo que todas las pruebas, no solo las de coagulación,
funcionen y proporcionen a los médicos información rápida y fiable sobre su
paciente para que puedan proporcionar la mejor atención posible".
Al tener la
oportunidad de probar su sistema con pacientes reales, Jain dijo que su equipo
fue capaz de demostrar que su diseño podía detectar hemorragias en pacientes
anticoagulados con bajo recuento de plaquetas, lo que puede ayudar a guiar a
los médicos a tomar mejores decisiones clínicas basadas en evidencias para sus
pacientes.
El estudio se
publicó recientemente en la revista Scientific Reports.
Para Jain y su
equipo, la siguiente etapa es la continuación de los estudios clínicos para
comparar su enfoque con los métodos estándar y, con suerte, demostrar ventajas
clave de rendimiento.
(Fuente: NCYT Amazings)
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