El futuro de la medicina se dibuja sin pinchazos, con medicamentos más efectivos y evitando muchos de los efectos negativos que producen los fármacos en el estómago. La gran respuesta, al menos en parte, está en la biotecnología. Mediante parches inteligentes o implantes robóticos, los investigadores pretenden analizar y tratar enfermedades con mayor eficacia que los tratamientos actuales que se usan en hospitales como los de España.

Un equipo de investigadores del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un nuevo parche basado en ultrasonidos que administra medicamentos a través de la piel. El objetivo es curar desde manchas y quemaduras hasta afecciones más graves como el cáncer.

Chia-Chen Yu y Aastha Shah son asistentes de investigación del MIT y las principales coautoras de este proyecto. Ellas son las responsables de un estudio en la revista Advanced Materials, en el que sostienen que su dispositivo de silicona es capaz de superar en eficiencia y rapidez a otras técnicas actuales, permitiendo suministrar 26 veces más cantidad de fármaco bajo la piel.

A través de la piel

Son múltiples los proyectos que persiguen diseñar una nueva técnica que evite el incómodo trámite de las inyecciones. En este camino se proponen implantes o cápsulas robóticas que también esquiven el entorno hostil que supone el tracto gastrointestinal. "Con la administración oral se debe suministrar una dosis mucho mayor que la necesaria para compensar la pérdida que tiene lugar en el sistema gástrico", explica Shah.

El objetivo es conseguir aplicar una amplia variedad de medicamentos primero bajo la piel y después hasta llegar al torrente sanguíneo. En ese primer nivel de penetración es donde se encuentra el dispositivo diseñado por el MIT, al menos en esta fase de investigación. Tras aplicar el medicamento en formato fluido en el parche, el paciente solo necesita pegarlo a una zona limpia de la piel.  

Parche de ultrasonido MIT Omicrono

Este invento se compone de un parche hecho de PDMS, un polímero a base de silicona que se adhiere a la piel sin necesidad de usar cintas adhesivas como en las tiritas tradicionales. En él resaltan los discos de color que están incrustados: un equipo de transductores piezoeléctricos que son la clave de su efectividad.

Estos discos convierten las corrientes eléctricas en energía mecánica. Se encuentran en cavidades que contienen las moléculas del medicamento disueltas en un líquido. Está demostrado que la exposición al ultrasonido mejora la permeabilidad de la piel a los fármacos cuya molécula es pequeña, pero la mayoría de las técnicas existentes para realizar este tipo de administración de fármacos requieren un equipo voluminoso, de ahí la importancia de este diseño portátil y fácil de usar.

Composición del parche de ultrasonido MIT Omicrono

Con este diseño, el parche primero aplica una corriente eléctrica a los transductores para generar ondas de presión en el fluido y crear burbujas que revienten contra la piel. En la explosión se producen microchorros con el fármaco que penetran en la capa externa de la piel, la más dura, conocida como estrato córneo.

Más eficiente y rápido

Para poner a prueba el funcionamiento del parche, los investigadores utilizaron vitamina B o niacinamida como fármaco para administrar desde el dispositivo. Este ingrediente se puede encontrar en los protectores solares y cremas hidratantes.

Al penetrar unos pocos milímetros en la piel, este método puede ser ideal para afecciones cutáneas en las que el tratamiento se aplique directamente sobre el problema. Es el caso de las manchas oscuras o de la edad que se tratan con vitamina C, pero también puede servir para curar quemaduras con medicamentos tópicos.

La piel receptora de esa muestra de niacinamida utilizada para el estudio era de cerdo y durante las pruebas el equipo certificó en su estudio que el fluido penetraba en la piel 26 veces más que si no se aplicaba con ultrasonido. El resultado se ha comparado con otras técnicas, como equipos con microagujas que, gracias a su diminuto tamaño, permiten inyectar el fluido a través de la primera capa de piel.

Las investigadoras aseguran que su técnica es más eficiente: consigue administrar la misma cantidad que las microagujas, pero reducen el tiempo de seis horas a solo media hora. "Administrar medicamentos de esta manera podría ofrecer menos toxicidad sistémica y es más local, cómodo y controlable", indican.

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El siguiente reto que se están planteando es aumentar la profundidad de penetración, para poder usar más variedad de medicamentos que requieren alcanzar el torrente sanguíneo para tener efecto, como el fentanilo o la lidocaína. Otro caso de uso que podría llegar con más desarrollo es la administración de hormonas como la progesterona, que se suele usar para terapias de reemplazo hormonal en la menopausia.

Además de ampliar su utilidad, la meta principal es su aplicación en humanos, para lo que se requiere optimizar el parche y conseguir inyectar moléculas más grandes en los primeros voluntarios. 

Detalle del fluido en el parche MIT Omicrono

"Después de caracterizar los perfiles de penetración para medicamentos mucho más grandes, veríamos qué candidatos, como hormonas o insulina, pueden administrarse utilizando esta tecnología". Sería un todo un hallazgo "para brindar una alternativa indolora a aquellos que actualmente están obligados a autoadministrarse inyecciones todos los días", dice Shah.

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