Esta innovación es apoyada con la implementación de terapias de rehabilitación asistidas por medio de robots.
En una reciente publicación en la revista Nature, investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) de Corea del Sur han presentado avances significativos en la tecnología de biomateriales y la medicina de rehabilitación.
Su enfoque innovador se centra en la curación de lesiones musculares utilizando "prótesis de tejido inyectable" y un sistema de rehabilitación asistido por robot. Este enfoque promete transformar la recuperación de lesiones musculares graves.
El escenario inicial planteado se asemeja a una situación de pesadilla: una mordedura de tiburón que causa una pérdida total de la función motora y sensorial en una pierna, lesiones musculares las cuales podrían ser tan devastadoras que pueden resultar en discapacidades permanentes si no se abordan adecuadamente.
Según plantea el estudio: "Los métodos de rehabilitación tradicionales para este tipo de lesiones musculares han buscado durante mucho tiempo un sistema eficiente de rehabilitación de la marcha de circuito cerrado que combine exoesqueletos livianos y dispositivos portátiles/implantables".
Sin embargo, estos materiales electrónicos utilizados en los dispositivos son rígidos y mecánicamente incompatibles con los tejidos blandos, lo que conduce a fricciones y posibles inflamaciones que obstaculizan la recuperación de los pacientes.
Para superar estas limitaciones, los investigadores recurrieron al ácido hialurónico, un polisacárido presente de forma natural en nuestras articulaciones, cartílagos y piel, el cual aumenta la elasticidad de la piel, ayuda al colágeno y la elastina, y ayuda a reparar los tejidos.
De esta forma, se desarrolló un hidrogel inyectable para "prótesis de tejido", el cual puede llenar temporalmente el espacio de los tejidos musculares o nerviosos faltantes mientras se regenera. La naturaleza inyectable de este material le otorga una ventaja significativa sobre los dispositivos bioelectrónicos tradicionales, que no son adecuados para áreas estrechas, profundas o pequeñas y requieren cirugías invasivas", se detalló.
Asimismo, los expertos señalaron que esta sustancia cuenta con propiedades mecánicas similares a las de los tejidos naturales, una adhesión tisular (de tejidos) excepcional.
El hidrogel inyectable presenta propiedades similares a los tejidos naturales, siendo altamente compatible con los tejidos biológicos y teniendo una importante característica de poder administrarse en áreas de difícil acceso.
Adicionalmente, se detalla que: "Este hidrogel también incorpora nanopartículas de oro, lo que le confiere unas propiedades eléctricas decentes. Su naturaleza conductora permite la transmisión eficaz de señales electrofisiológicas entre los dos extremos de los tejidos lesionados. Además, el hidrogel es biodegradable, lo que significa que los pacientes no necesitan volver a operarse".
Los investigadores probaron este enfoque en modelos de roedores, donde una gran porción de músculo se eliminó para simular una lesión muscular volumétrica, ante lo que se obtuvieron resultados prometedores.
"Al inyectar el hidrogel e implantar los dos tipos de dispositivos de interfaz de tejido elásticos para la detección y estimulación eléctrica, se pudo mejorar la marcha de los roedores "heridos". Sumado a esto, se combinaron con asistencia robótica, guiada por señales de electromiografía muscular, combinación que ayudó a mejorar la marcha del animal sin estimulación nerviosa. Además, la regeneración del tejido muscular mejoró efectivamente a largo plazo", se detalló.
El conductor de hidrogel inyectable es un logro importante, según describe el profesor SHIN Mikyung, del departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad Sungkyunkwan (SKKU) al mencionar que: "Hemos creado una prótesis de tejido blando inyectable, mecánicamente resistente y eléctricamente conductora, ideal para tratar daños musculares graves que requieren rehabilitación neuromusculoesquelética. Creemos que será aplicable no sólo en músculos y nervios periféricos sino también en varios órganos como el cerebro y el corazón".
Finalmente, el estudio explica que los investigadores continúan explorando nuevos materiales para la regeneración de tejido nervioso y muscular con mínima invasión, buscando la recuperación de una amplia gama de lesiones, eliminando las cirugías invasivas mejorando la vida de los pacientes y su rehabilitación.
