En los últimos años se han desarrollado varios dispositivos médicos implantables en humanos y se están utilizando en el campo clínico. Estos dispositivos incluyen interfaces cerebro-máquina, en las que se implanta un chip en el cerebro para permitir que los humanos muevan máquinas usando solo sus pensamientos, como también estimuladores cerebrales profundos para tratar la enfermedad de Parkinson y otras enfermedades cerebrales.
Pese a la utilidad de esta innovación, los dispositivos implantados en el cuerpo humano pueden provocar una respuesta inmune de los tejidos circundantes y la degradación del rendimiento resultante dificulta el uso de estos dispositivos durante un período prolongado.
Cuando se implanta un estimulador cerebral profundo o un chip en el cerebro, es posible que el dispositivo no funcione de manera estable y su vida útil se reduzca debido a las acciones de las células inmunitarias del cerebro, como la microglía. Esto requeriría una operación adicional para reemplazar el dispositivo.
A raíz de esto, el Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) está investigando con el Instituto de Ciencias del Cerebro, una tecnología para recubrir los dispositivos médicos implantados en el cuerpo humano, incluido en el cerebro.
Esta tecnología, dirigida por el doctor Il-Joo Cho, y el equipo de investigación de la Universidad de Yonsei, dirigido por el doctor Jung-Mok Seo, pudo minimizar el daño tisular durante el proceso de implantación e inhibir la respuesta inflamatoria. Además, la vida útil de los dispositivos recubiertos fue más de cuatro veces mayor que la de los dispositivos existentes.
Resultados
La tecnología desarrollada implica un método para crear una capa fina y uniforme de una monocapa y aceite lubricante en la superficie de los dispositivos implantables. Dicho recubrimiento minimiza el daño tisular al reducir la fricción entre un dispositivo y los tejidos, que se genera cuando el dispositivo se implanta en el cuerpo humano. Además, los dispositivos recubiertos exhiben la propiedad anti-bioadhesión, es decir, la prevención de la adhesión de células inmunes activadas por la respuesta de rechazo inmunológico a la superficie del dispositivo.
El equipo de investigación desarrolló una sonda neural recubierta de lubricante con 32 electrodos para medir las señales cerebrales, y mostró la reducción de las respuestas inmunes a través de experimentos in vivo. Esta sonda se recubrió empleando la tecnología desarrollada y se implantó en el cerebro de los roedores.
Las señales cerebrales se observaron con éxito en más del 90% de los electrodos inmediatamente después de la implantación. El número de señales fue el doble del obtenido utilizando sondas neurales sin recubrimiento. Además, la observación de los tejidos cerebrales confirmó que se minimizó el daño tisular que generalmente se produce durante la implantación.
La amplitud de la señal de las sondas sin recubrimiento se redujo con el tiempo debido a la adhesión de las células inmunes a la superficie de la sonda. Por el contrario, la sonda revestida exhibió la propiedad anti-bioadhesión. Midió de manera estable las señales cerebrales durante cuatro meses.
El doctor Cho y el doctor Seo declararon que «la tecnología de recubrimiento desarrollada se puede aplicar a dispositivos humanos implantables no solo para el cerebro sino también para otras partes del cuerpo y la tecnología puede extender significativamente la vida útil de dichos dispositivos». Además, mencionaron que »también se espera que esta tecnología contribuya a una comercialización más rápida al extender considerablemente el ciclo de reemplazo de los dispositivos médicos implantables humanos».
