Las úlceras del pie diabético pueden tardar hasta 150 días en sanar. Un equipo de ingeniería biomédica quiere reducirlo a 21 días.
Están planeando reducir el tiempo de curación al amplificar lo que el cuerpo ya hace de forma natural: construir capas de tejido nuevo bombeado por óxido nítrico. En pacientes con diabetes, la producción de óxido nítrico deteriorado disminuye el poder curativo de las células de la piel y los Centrospara el Control de Enfermedades informa que el 15 por ciento de los estadounidenses que viven con diabetes tipo II luchan con úlceras de pie difíciles de curar. Sin embargo, simplemente bombear óxido nítrico no es necesariamente mejor. El plan a largo plazo de los investigadores de la Universidad Tecnológica de Michigan es crear nítricovendajes cargados de óxido que ajustan la liberación química según las condiciones de la célula.
Para hacer eso, primero tienen que averiguar qué está pasando con el óxido nítrico en las células de la piel. Evaluar el óxido nítrico en condiciones diabéticas y normales en las células de fibroblastos dérmicos humanos es el tema central del último artículo del equipo, publicado esta semana en Ciencias médicas .
Estadísticas de diabetes de la Organización Mundial de la Salud, Federación Internacional de Diabetes, "Úlceras del pie diabético y su recurrencia" en New England Journal of Medicine , y "Las terapias biológicas avanzadas para las úlceras del pie diabético" en Archives of Dermatology revelan el desafío que enfrentan los investigadores en este campo :
Sinfonía de complejidad mediada por células
Megan Frost es la presidenta interina del Departamento de Kinesiología y Fisiología Integrativa, así como profesora asociada de ingeniería biomédica y profesora asociada afiliada de ciencia e ingeniería de materiales. Dirige un laboratorio de biomateriales poliméricos en Michigan Tech donde trabaja en nítricotecnología de liberación de óxido.
"El óxido nítrico es un poderoso químico curativo, pero no está destinado a ser pesado", dice Frost. "Estamos analizando los perfiles de las células sanas y diabéticas para encontrar una forma más matizada de recuperar la función de la herida".
Cuando una herida cicatriza, intervienen tres tipos de células de la piel. Los macrófagos son los primeros en responder, y las células más ampliamente estudiadas, que llegan dentro de las 24 horas posteriores al daño. Luego, llegan los fibroblastos, que son como los ingenieros del cuerpo.Ayudan a colocar la matriz extracelular que hace posible que las próximas células, los queratinocitos, entren y realicen el trabajo pesado y la reconstrucción.
"La curación de heridas es una sinfonía de eventos compleja, mediada por células, que progresa a través de una serie de etapas predecibles y superpuestas", escriben Frost y su equipo en su Ciencias médicas papel. Cuando cualquier parte de esa orquesta está desafinada, todo el proceso se desmorona. Los fibroblastos, que no están tan bien estudiados como los macrófagos en el proceso de curación, son un instrumento clave y los estudios anteriores han demostrado su respuesta tardía en pacientescon diabetes puede ser un factor importante en el tiempo de curación lento.
óxido nítrico frente a nitrito
Ahí es donde interviene el óxido nítrico, una especie de metrónomo químico para que el proceso vuelva al ritmo correcto. Pero la orquesta dérmica del cuerpo no es tan simple, solo como tocar un metrónomo cada vez más fuerte no necesariamenteEl ritmo de un músico mejora, inundar una herida con óxido nítrico no es una cura para todo.
"El enfoque anterior es agregar óxido nítrico y sentarse para ver si funciona", dice Frost. "Lo que estamos descubriendo es que no es suficiente aplicar y salir; tenemos que controlar cuánto óxido nítricoes realmente necesario "
Un gran problema que Frost y su equipo abordan es cómo se mide el óxido nítrico en primer lugar. La práctica actual sustituye la medición de nitrito por óxido nítrico, un cambio engañoso, dice Frost, porque el nitrito es un subproducto sin marca de tiempo.El nitrito estable es más fácil de medir, por sí solo no puede transmitir el estado de curación en tiempo real como los niveles de óxido nítrico.
Entonces, el laboratorio de Frost construyó un dispositivo de medición de óxido nítrico para su estudio a mano. Eso crea un desafío ya que significa que tomar medidas es mucho más difícil, lo que limita el tamaño del conjunto de datos, pero Frost tiene un acuerdo con Zysense, LLC para simplificar elproceso de construcción y producción de dispositivos comerciales de medición de óxido nítrico que mejorarían su investigación.
próximos pasos
La colaboración es una parte clave del proceso de diseño de ingeniería. Para construir un vendaje de óxido nítrico con poder curativo personalizado, el equipo planea trabajar luego con el Sistema de Salud UP Portage para recolectar muestras de células de pacientes locales. Al expandir sus muestras de células -- y aplicando la tecnología a pacientes del mundo real - el equipo continuará ampliando su base de datos mientras profundiza su conocimiento de los mecanismos de óxido nítrico.
En unos pocos años, planean tener un prototipo de vendaje que funcione, uno que deje de lado los tupidos proxies de nitrito y los depósitos de óxido nítrico. En cambio, los pacientes que padecen úlceras del pie diabético verán una luz al final del túnel mucho antes quemedio año o más: el vendaje que libera óxido nítrico podría ayudar a curar una de las enfermedades más difíciles de la atención médica en menos de un mes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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