Nueva forma de detectar coágulos de sangre

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)