¿Deberías correr al baño ahora? ¿O puedes aguantarlo hasta llegar a casa? Un nuevo implante y una aplicación para teléfonos inteligentes asociada algún día podrían eliminar las conjeturas de la ecuación.

Investigadores de la Universidad Northwestern han desarrollado un nuevo implante suave, flexible y sin batería que se adhiere a la pared de la vejiga para detectar el llenado. Entonces, de forma inalámbrica -; y simultáneamente -; transmite datos a una aplicación de teléfono inteligente, para que los usuarios puedan controlar la plenitud de su vejiga en tiempo real.

El estudio se publicará la próxima semana en la Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). Se trata del primer ejemplo de un sensor bioelectrónico que permite la monitorización continua de la función de la vejiga durante un período prolongado.

Si bien este nuevo dispositivo es innecesario para la persona promedio, podría cambiar las reglas del juego para las personas con parálisis, espina bífida, cáncer de vejiga o enfermedad de la vejiga en etapa terminal; donde la función de la vejiga a menudo se ve comprometida y puede ser necesaria una cirugía de reconstrucción de la vejiga. El sistema de sensores también puede permitir a los médicos controlar a sus pacientes de forma remota y continua para estar más informados; y más rápido -; decisiones de tratamiento.

"Si los nervios de la vejiga resultan dañados por una cirugía o por una enfermedad como la espina bífida, entonces el paciente a menudo pierde la sensibilidad y no se da cuenta de que su vejiga está llena", dijo Guillermo A. Ameer, de Northwestern, quien codirigió el trabajo. “Para vaciar la vejiga, a menudo tienen que utilizar catéteres, que son incómodos y pueden provocar infecciones dolorosas. Queremos eliminar el uso de catéteres y evitar los procedimientos actuales de monitoreo de la función de la vejiga, que son altamente invasivos, muy desagradables y deben realizarse en un hospital o en un entorno clínico”.

Ameer, experto en ingeniería regenerativa, es profesor Daniel Hale Williams de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern y profesor de cirugía en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. También dirige el Centro de Ingeniería Regenerativa Avanzada y el Programa predoctoral de Capacitación en Ingeniería Regenerativa, financiado por los Institutos Nacionales de Salud.

Ameer codirigió el estudio con John A. Rogers y Arun Sharma de Northwestern. Rogers, pionero de la bioelectrónica, es profesor Louis Simpson y Kimberly Querrey de ciencia e ingeniería de materiales, ingeniería biomédica y cirugía neurológica en McCormick and Feinberg. También dirige el Instituto Querrey Simpson de Bioelectrónica. Sharma es profesora asociada de investigación de urología en Feinberg y de ingeniería biomédica en McCormick. También es director de medicina regenerativa urológica pediátrica en el Instituto de Investigación Infantil Stanley Manne del Hospital Infantil Ann & Robert H. Lurie de Chicago. 

Cómo funciona y resultados iniciales

Debido a problemas con los nervios, el cerebro o la médula espinal, millones de estadounidenses sufren de vejigas disfuncionales. Estas ediciones pueden surgir de defectos congénitos tales como espina bífida -; donde una persona nace con la columna dañada -; o lesiones traumáticas sufridas en cualquier momento de la vida. Si no se trata, la disfunción grave de la vejiga puede causar infecciones habituales y problemas para orinar, lo que eventualmente provoca daño renal, que afecta a todo el cuerpo. Permitir que los médicos controlen remotamente a sus pacientes podría permitir intervenciones más rápidas.

Para monitorear la vejiga, el nuevo dispositivo comprende múltiples sensores, que trabajan juntos para medir un parámetro simple: la tensión. A medida que la vejiga se llena, se expande. Cuanto más llena está la vejiga, más se estira. Este estiramiento tira del dispositivo elástico para indicar tensión. Asimismo, cuando la vejiga se vacía, se contrae, lo que alivia la tensión. A medida que los sensores detectan distintos niveles de tensión, el dispositivo utiliza tecnología Bluetooth integrada para transmitir esta información a un teléfono inteligente o tableta.

El avance clave aquí está en el desarrollo de extensímetros súper suaves, ultrafinos y elásticos que puedan envolver suavemente la superficie exterior de la vejiga, sin imponer ninguna restricción mecánica a los comportamientos naturales de llenado y vaciado”.

John A. Rogers, Universidad del Noroeste

En estudios con animales pequeños, el sistema proporcionó con éxito mediciones en tiempo real del llenado y vaciado de la vejiga durante 30 días. Luego, en un estudio con primates no humanos, el sistema entregó información con éxito durante ocho semanas. Los investigadores también demostraron que los sensores son lo suficientemente sensibles como para detectar la tensión causada por volúmenes muy bajos de orina.

"Este trabajo es el primero de su tipo adaptado al uso humano", dijo Ameer. “Demostramos la función potencial a largo plazo de la tecnología. Dependiendo del caso de uso, podemos diseñar la tecnología para que resida permanentemente dentro del cuerpo o para que se disuelva de manera inofensiva después de que el paciente se haya recuperado por completo”.

Regeneración y restauración de la función de la vejiga.

Aunque la nueva tecnología es útil por sí sola, Ameer la visualiza como un componente de un sistema totalmente integrado para la restauración de la función de la vejiga. 

El mes pasado, Ameer y Sharma introdujeron un "parche de vejiga flexible, sintético y biodegradable", que se publicó en PNAS Nexus. Sembrado con células madre del propio paciente, el “parche” a base de citrato -; denominado andamio pro-regenerativo (PRS) -; permite al cirujano reconstruir o reconstruir la vejiga sin la necesidad de recolectar tejido intestinal, el estándar clínico actual para esta cirugía. El "parche", que se expande y contrae con el tejido nativo de la vejiga, favorece la migración y el crecimiento de las células de la vejiga. Luego se disuelve lentamente, dejando tejido nuevo en la vejiga. Los investigadores demostraron que el nuevo tejido permaneció funcional durante los dos años del estudio. 

"Estamos trabajando para integrar nuestra tecnología de regeneración de la vejiga con esta novedosa tecnología inalámbrica de monitoreo de la vejiga para restaurar la función de la vejiga y monitorear el proceso de recuperación después de la cirugía", dijo Ameer. “Este trabajo nos acerca a la realidad de los sistemas regenerativos inteligentes, que son dispositivos pro-regenerativos implantables capaces de sondear su microambiente, informando de forma inalámbrica esos hallazgos fuera del cuerpo (al paciente, cuidador o fabricante) y permitiendo programas a pedido o programados. respuestas para cambiar el rumbo y mejorar el rendimiento o la seguridad del dispositivo”.

"Esta tecnología representa un avance significativo, ya que actualmente no existen otros enfoques basados ​​en la ingeniería de tejidos disponibles para estos pacientes", dijo Sharma. "Estoy seguro de que esto ayudará a mejorar la calidad de vida de muchos pacientes que ahora podrán evitar el uso de tejidos intestinales y sus innumerables complicaciones".

Próximo: Orinar a pedido

Ameer continúa trabajando con Rogers y Sharma para incorporar nuevas funcionalidades al sistema. Actualmente están explorando formas en que el implante podría estimular la vejiga para inducir la micción cuando sea necesario.

"Además de monitorear el llenado, la aplicación podrá enviar advertencias al paciente y luego dirigirlo a la ubicación de los baños más cercanos", dijo Ameer. "Además, algún día, los pacientes podrán provocar la micción, cuando lo soliciten, a través de su teléfono inteligente".

Ameer, Sharma y Rogers son miembros del Instituto Simpson Querrey de BioNanotecnología. Ameer y Rogers también son miembros del Instituto de Química de Procesos Vitales y del Instituto Internacional de Nanotecnología; y Rogers es miembro del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern.

El estudio, "Un sistema bioelectrónico implantable inalámbrico para monitorear la función de la vejiga urinaria después de la recuperación quirúrgica", fue apoyado por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales y el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería.

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• Fuente: https://www.news-medical.net/news/20240326/New-battery-free-implant-allows-users-to-monitor-their-bladder-fullness-in-real-time.aspx