Este vendaje electrónico esteriliza heridas con destellos de luz

Un médico venda la cabeza de un niño en un hospital. Los nuevos vendajes electrónicos pronto podrían ofrecer opciones sin antibióticos para mantener las heridas libres de gérmenes mientras sanan.

ER Productions Ltd./DigitalVision/Getty Images Plus

Por Katie Grace Carpenter

25 de agosto de 2023 a las 6:30 am

Un nuevo vendaje electrónico mata gérmenes con destellos de luz. Y una buena noticia: no se necesitan antibióticos.

Equipado con pequeñas bombillas LED, el vendaje emite luz en longitudes de onda ultravioleta-C o UVC. Los médicos y dentistas suelen utilizar esta luz de alta energía para limpiar equipos médicos. Pero esterilizar heridas con UVC no ha sido tan fácil. El gran obstáculo: la energía. Un vendaje que parpadea con luz necesita energía. Por lo general, esos vendajes necesitaban una batería. (De lo contrario, tendrían que estar enchufados).

Pero impulsado por tecnología inalámbrica, el nuevo vendaje no necesita baterías voluminosas. Esto permite que el dispositivo se ajuste de forma cómoda y flexible. También significa que menos baterías usadas terminan en la basura, donde pueden filtrar sustancias químicas que dañan el medio ambiente.

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La electricidad llega al nuevo vendaje desde una “bobina de alimentación”, un trozo de tela ensartado con alambres de cobre. Los cepillos de dientes eléctricos reciben energía de manera similar cuando se colocan en sus soportes de carga. "Es el mismo principio", dice Stephen Beeby. Estudia ciencia de materiales en la Universidad de Southampton en Inglaterra. Su grupo creó el nuevo vendaje.

Este equipo no inventó la energía inalámbrica ni los vendajes emisores de luz. Pero es la primera vez que se utilizan juntos, señala su compañero de trabajo Mahmoud Wagih. Estudia electrónica sostenible en la Universidad de Glasgow en Escocia. Esta es "la primera vez que alguien desarrolla [un] sistema antibacteriano UV que es completamente inalámbrico", dice.

Su equipo describió su trabajo en la edición de mayo de IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems.

La energía inalámbrica hace que los vendajes basados ​​en rayos UV sean más prácticos. Su luz reemplaza los antibióticos que normalmente se usan para matar los gérmenes. Y contar con opciones sin antibióticos para el cuidado de las heridas es muy importante.

Los antibióticos salvan vidas. Pero su uso prolongado trae problemas. Muchas bacterias se han adaptado para sobrevivir en presencia de antibióticos. Sólo en Estados Unidos, más de 2,8 millones de personas desarrollan infecciones resistentes a los antibióticos cada año. (Más de 35.000 de ellos mueren). Las llamadas “superbacterias” detrás de estas infecciones pueden provocar heridas que no cicatrizan. Las personas con determinadas enfermedades, como diabetes o cáncer, corren el mayor riesgo de sufrir heridas tan duraderas.

Los avances tecnológicos, como este nuevo vendaje, podrían ayudar a limitar este problema.

Desde fuera, el nuevo vendaje no parece tan novedoso, admite Beeby. Pero dentro hay una bobina: una tira flexible de componentes electrónicos con LED. Esta bobina es la que emite la luz.

Cuando llegue el momento de aplicar un vendaje limpio a una herida, simplemente saque la bobina electrónica y deslícela dentro de un vendaje de tela nuevo, dice Beeby. Tiras la venda vieja, pero no los aparatos electrónicos. Piense en ese vestido de tela como una “especie de vehículo para la electrónica”, explica.

Una vez aplicado, el vendaje ilumina periódicamente la superficie de la herida con luz ultravioleta. Esos rayos de alta energía eliminan los gérmenes que se esconden.

El equipo probó la capacidad de su dispositivo para matar microbios en una placa de Petri durante más de seis horas. Expusieron bacterias a diferentes niveles de UVC del vendaje. La luz de menor intensidad impidió que las bacterias se reprodujeran. Los niveles de intensidad más altos mataron a los microbios.

Un médico podría incluso adaptar el vendaje a la herida, dice Beeby. Una herida profunda, por ejemplo, puede necesitar destellos de mayor intensidad que una infección superficial.

Amirhossein Hajiaghajani estudia energía inalámbrica en la Universidad de California, Irvine. Él ve potencial en este nuevo vendaje, pero también algunos obstáculos para su uso generalizado. El principal de esos obstáculos: el alcance relativamente corto del dispositivo.

Para funcionar, el vendaje debe estar dentro del alcance de su fuente de energía inalámbrica, esa bobina de alimentación. "Eso es importante", dice Wagih, porque si bien el vendaje puede no tener batería, la bobina de alimentación sí la tiene.

En este momento, el vendaje debe estar a unos 20 a 30 centímetros (8 a 12 pulgadas) de la bobina, dice Wagih.

Para Hajiaghajai, que no participa en el proyecto, “ese alcance es muy limitado”.

Beeby y Wagih están de acuerdo. Un próximo paso importante será ampliar el alcance de esa energía inalámbrica. Pero Beeby ya ve un lugar donde el dispositivo podría encontrar uso. Imagine a un paciente en cama, dice Beeby. "La bobina podría estar incrustada [en] la lámina".

Ampliar el alcance del vendaje mejorará el dispositivo. Pero incluso ahora ofrece algunas ventajas sobre los vendajes tradicionales.

Por ejemplo: el equipo desarrolló este vendaje para personas. Pero imagina usarlo con animales, dice Wagih. ¿Quizás una venda para mascotas? O incluso animales de granja, sugiere. El uso de antibióticos en granjas ya es un importante contribuyente a la resistencia a los antibióticos en todo el mundo. Las granjas son "realmente un entorno en el que no conviene utilizar antibióticos", dice Wagih.

antibacteriano: Que tiene propiedades que tienden a destruir o limitar el crecimiento o la reproducción de bacterias.

antibiótico : Sustancia que mata gérmenes, generalmente recetada como medicamento (o, a veces, como aditivo alimentario para promover el crecimiento del ganado). No funciona contra virus.

solicitud: Un uso o función particular de algo.

bacterias : (singular: bacteria) Organismos unicelulares. Estos habitan en casi todas partes de la Tierra, desde el fondo del mar hasta el interior de otros organismos vivos (como plantas y animales). Las bacterias son uno de los tres dominios de la vida en la Tierra.

biomédico: Tiene que ver con la medicina y cómo interactúa con las células o tejidos.

cáncer : Cualquiera de las más de 100 enfermedades diferentes, cada una de las cuales se caracteriza por el crecimiento rápido y descontrolado de células anormales. El desarrollo y crecimiento de los cánceres, también conocidos como neoplasias malignas, pueden provocar tumores, dolor y muerte.

circuito : Una red que transmite señales eléctricas. En el cuerpo, las células nerviosas crean circuitos que transmiten señales eléctricas al cerebro. En electrónica, los cables suelen encaminar esas señales para activar alguna función mecánica, computacional o de otro tipo.

bobina : Anillos concéntricos o espirales formados enrollando alambre o alguna otra fibra alrededor y alrededor de un núcleo; o la forma que tendría dicho cable.

consumidor : (n.) Término para alguien que compra algo o usa algo. (adj.) Persona que utiliza bienes y servicios por los que debe pagarse.

actual: (en electricidad) El flujo de electricidad o la cantidad de carga que se mueve a través de algún material durante un período de tiempo particular.

desarrollar: Emerger o hacer surgir, ya sea de forma natural o mediante intervención humana, como mediante la fabricación.

diabetes: Una enfermedad en la que el cuerpo produce muy poca hormona insulina (conocida como enfermedad tipo 1) o ignora la presencia de demasiada insulina cuando está presente (conocida como diabetes tipo 2).

ingeniero eléctrico: Ingeniero que diseña, construye o analiza equipos eléctricos.

electricidad: Un flujo de carga, generalmente proveniente del movimiento de partículas cargadas negativamente, llamadas electrones.

electrónica: Dispositivos que funcionan con electricidad pero cuyas propiedades están controladas por semiconductores u otros circuitos que canalizan o controlan el movimiento de cargas eléctricas.

ingeniería : El campo de investigación que utiliza las matemáticas y las ciencias para resolver problemas prácticos. Alguien que trabaja en este campo se conoce como ingeniero.

tela: Cualquier material flexible que se teje, se teje o se puede fundir en una lámina mediante calor.

infección : Enfermedad que puede propagarse de un organismo a otro. Generalmente es causada por algún tipo de microbio.

CONDUJO : (abreviatura de diodo emisor de luz) Componentes electrónicos que, como su nombre indica, emiten luz cuando la electricidad fluye a través de ellos. Los LED son muy eficientes energéticamente y, a menudo, pueden ser muy brillantes. Últimamente han ido sustituyendo las luces convencionales por lámparas domésticas y comerciales.

ciencia de los Materiales : El estudio de cómo se relaciona la estructura atómica y molecular de un material con sus propiedades generales. Los científicos de materiales pueden diseñar nuevos materiales o analizar los existentes. Sus análisis de las propiedades generales de un material (como densidad, resistencia y punto de fusión) pueden ayudar a los ingenieros y otros investigadores a seleccionar los materiales que mejor se adapten a una nueva aplicación.

microbio : Abreviatura de microorganismo. Un ser vivo que es demasiado pequeño para verlo a simple vista, incluidas bacterias, algunos hongos y muchos otros organismos como las amebas. La mayoría constan de una sola celda.

novedoso : Algo que es inteligente o inusual y nuevo, como nunca antes visto. (en literatura) Una obra de ficción.

rango : La extensión o distribución total de algo. Por ejemplo, el área de distribución de una planta o un animal es el área en la que existe naturalmente.

resistencia: (como en la resistencia a los medicamentos) La reducción de la eficacia de un medicamento para curar una enfermedad, generalmente una infección microbiana.

riesgo : La posibilidad o probabilidad matemática de que algo malo pueda suceder. Por ejemplo, la exposición a la radiación supone un riesgo de cáncer. O el peligro –o el peligro– en sí. (Por ejemplo: entre los riesgos de cáncer que enfrentaban las personas se encontraban la radiación y el agua potable contaminada con arsénico).

sostenible: (n. sostenibilidad) Adjetivo para describir el uso de los recursos de tal manera que seguirán estando disponibles durante mucho tiempo en el futuro.

sistema : Una red de partes que juntas trabajan para lograr alguna función. Por ejemplo, la sangre, los vasos y el corazón son componentes primarios del sistema circulatorio del cuerpo humano. De manera similar, los trenes, andenes, vías, señales viales y pasos elevados se encuentran entre los componentes potenciales del sistema ferroviario de una nación. El sistema puede incluso aplicarse a los procesos o ideas que forman parte de algún método o conjunto ordenado de procedimientos para realizar una tarea.

tecnología: La aplicación del conocimiento científico con fines prácticos, especialmente en la industria, o los dispositivos, procesos y sistemas que resultan de esos esfuerzos.

transmitir: (n. transmisión) Enviar o pasar.

inalámbrico : (en telecomunicaciones) Adjetivo que describe la capacidad de ciertos dispositivos para enviar y recibir señales de radio por aire. A menudo se refiere a las redes Wi-Fi y a las redes operadas por compañías de telefonía celular para transmitir datos solicitados por los usuarios de teléfonos.

Diario:​ Yo. Ullah ​et​ ​al.​ ​Vendaje inteligente antiinfeccioso y sin medicamentos para el cuidado de heridas crónicas.​ IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems.​ ​​Publicado en línea el 19 de mayo de 2023. doi:​ ​10.1109 /TBCAS.2023.327731.

Diario:​C. Manyi-Loh et al. Uso de antibióticos en la agricultura y su consiguiente resistencia en fuentes ambientales: posibles implicaciones para la salud pública. Moléculas. vol. 23 de abril de 2018, pág. 795. doi: 10,3390/moléculas23040795.

Katie Grace Carpenter es escritora científica y desarrolladora de planes de estudio, con títulos en biología y biogeoquímica. También escribe ciencia ficción y crea vídeos científicos. Katie vive en Estados Unidos pero también pasa tiempo en Suecia con su marido, que es chef.

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