Bandagens ‘inteligentes’ monitoram feridas e fornecem tratamento direcionado

Na maioria das vezes, quando alguém sofre um corte, arranhão, queimadura ou outro ferimento, o corpo cuida de si mesmo e se cura sozinho. Mas nem sempre é esse o caso. O diabetes¹ pode interferir no processo de cicatrização e criar feridas que não se fecham, podendo infeccionar e se agravar.

Esses tipos de feridas crônicas não são apenas debilitantes para as pessoas que sofrem delas. Elas também são um dreno para os sistemas de saúde², representando um fardo financeiro de US$ 25 bilhões somente nos Estados Unidos a cada ano.

Saiba mais sobre "Tratamento de feridas - como deve ser feito" e "Cicatrização e cicatrizes³".

Um novo tipo de curativo inteligente desenvolvido na universidade Caltech pode tornar o tratamento dessas feridas mais fácil, mais eficaz e menos dispendioso. Essas bandagens inteligentes foram desenvolvidas no laboratório de Wei Gao, professor assistente de engenharia médica e pesquisador do Heritage Medical Research Institute. As descobertas foram publicadas na revista científica Science Advances.

“Existem muitos tipos diferentes de feridas crônicas, especialmente em úlceras⁴ diabéticas e queimaduras que duram muito tempo e causam grandes problemas para o paciente”, diz Gao. “Há uma demanda por tecnologia que possa facilitar a recuperação.”

Ao contrário de um curativo típico, que pode consistir apenas em camadas de material absorvente, os curativos inteligentes são feitos de um polímero flexível e elástico contendo eletrônicos e medicamentos incorporados. Os eletrônicos permitem que o sensor monitore moléculas como ácido úrico ou lactato⁵ e condições como nível de pH ou temperatura na ferida, que podem ser indicativas de inflamação⁶ ou infecção⁷ bacteriana.

O curativo pode responder de uma das três maneiras: primeiro, ele pode transmitir sem fio os dados coletados da ferida para um computador, tablet ou smartphone próximo para revisão pelo paciente ou um profissional médico. Segundo, ele pode administrar um antibiótico ou outro medicamento armazenado dentro do curativo diretamente no local da ferida para tratar a inflamação⁶ e a infecção⁷. Terceiro, ele pode aplicar um campo elétrico de baixo nível à ferida para estimular o crescimento do tecido⁸, resultando em uma cura mais rápida.

Em modelos animais sob condições de laboratório, os curativos inteligentes mostraram a capacidade de fornecer atualizações em tempo real sobre as condições da ferida e os estados metabólicos dos animais para os pesquisadores, bem como oferecer cura rápida de feridas infectadas crônicas semelhantes às encontradas em humanos.

Gao diz que os resultados são promissores e acrescenta que pesquisas futuras em colaboração com a Keck School of Medicine da University of Southern California se concentrarão em melhorar a tecnologia de curativos e testá-la em pacientes humanos, cujas necessidades terapêuticas podem ser diferentes das dos animais de laboratório.

“Mostramos essa prova de conceito⁹ em modelos de animais pequenos, mas, no futuro, gostaríamos de aumentar a estabilidade do dispositivo, e também testá-lo em feridas crônicas maiores, porque os parâmetros da ferida e o microambiente podem variar de local para local”, diz ele.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem esse sistema bioeletrônico vestível sem fio extensível para monitoramento multiplexado e tratamento combinado de feridas crônicas infectadas.

Eles relatam que feridas crônicas que não cicatrizam são uma das principais complicações clínicas de rápido crescimento em todo o mundo. As terapias atuais frequentemente exigem intervenções cirúrgicas emergenciais, enquanto o abuso e a aplicação incorreta de medicamentos terapêuticos frequentemente levam a um aumento na taxa de morbidade¹⁰ e mortalidade¹¹.

Neste estudo, apresentou-se um sistema bioeletrônico vestível que monitora sem fio e continuamente as condições fisiológicas¹² do leito da ferida por meio de uma matriz de biossensores eletroquímicos multimodais multiplexados desenvolvidos sob medida e realiza terapia combinada¹³ não invasiva por meio de tratamento antimicrobiano anti-inflamatório controlado e regeneração tecidual estimulada eletricamente.

O adesivo vestível é totalmente biocompatível, mecanicamente flexível, extensível e pode aderir conformemente à ferida cutânea¹⁴ durante todo o processo de cicatrização.

O monitoramento metabólico e inflamatório em tempo real em uma série de experimentos in vivo pré-clínicos mostrou alta precisão e estabilidade eletroquímica do adesivo vestível para análise de biomarcadores de feridas espaciais e temporais multiplexadas.

A terapia combinada¹³ permitiu uma cicatrização cutânea¹⁴ crônica substancialmente acelerada em um modelo de roedor.