Vista ampliada de la parte inferior de un parche de microagujas. El parche utilizado en nuestro estudio fue de 1,0 cm x 1,0 cm con una matriz de agujas de 11 x 11, pero el tamaño del parche y el número de agujas se pueden personalizar. Crédito:Instituto Terasaki de Innovación Biomédica
El líquido intersticial es un componente importante del entorno líquido en el cuerpo y llena los espacios entre las células del cuerpo. A diferencia de, la sangre circula solo dentro de los vasos circulatorios del cuerpo y está compuesta de células sanguíneas y la parte líquida de la sangre, plasma. Ambos fluidos contienen componentes especiales llamados biomarcadores, que son valiosos indicadores de la salud corporal. Estos biomarcadores incluyen varios tipos de moléculas como proteínas, hormonas o ADN, y también puede incluir fármacos y metabolitos.
Al monitorear la salud del paciente, la fuente estándar para la medición de biomarcadores es la sangre. Las muestras se extraen por punción venosa, con mayor frecuencia del antebrazo o de las venas de la mano. Ocasionalmente hay problemas para extraer sangre cuando las venas están sujetas a colapso, o cuando son muy pequeños o difíciles de localizar. Pueden ocurrir otros problemas cuando las venas "ruedan" o se mueven de un lado a otro. Y como en cualquier procedimiento que involucre una herida en la piel, siempre existe el riesgo de que se introduzca una infección. Los problemas se agravan cuando los pacientes deben enviar varias muestras a lo largo del tiempo.
Para evitar estos problemas, y realizar mejoras en el seguimiento de la salud del paciente, los científicos han recurrido a fuentes alternativas para obtener muestras para las pruebas de biomarcadores. El líquido intersticial es una opción ideal para este propósito. Ofrece una ventaja sobre la sangre al ser un reservorio de ciertos fármacos específicos del sitio y fármacos en un estado más activo. Y es una rica fuente de biomarcadores, metabolitos y fármacos terapéuticos, se encuentra en abundancia justo debajo de la capa más externa de la piel. Por estas razones, los investigadores han ideado formas de acceder a esta fuente.
Un método en el que se ha centrado recientemente es el uso de parches de microagujas. Dichos parches se fabrican con materiales que absorben líquidos que se moldean en un parche, con una serie de diminutas microagujas de aproximadamente 600 micrómetros de longitud, aproximadamente del largo de un grano de sal. Luego, el parche se aplica directamente sobre la piel durante un período de tiempo específico, se introduce líquido intersticial en el parche, y luego se quita el parche y se procesa para recolectar el líquido.
Representación esquemática del proceso de extracción mediante el parche de microagujas. A) El parche de microagujas se aplica sobre la piel. B) Corte transversal de la capa externa de la piel con el líquido intersticial y los metabolitos (círculos) debajo de ella. El parche se presiona contra la piel, las agujas penetran en la capa intersticial y el líquido es absorbido por las agujas. C) Se retira el parche y se coloca en un tubo con agua desionizada. Los metabolitos se difunden en el agua y el tubo se centrifuga para separar las agujas. Crédito:Laboratorio Khademhosseini
Un equipo de investigación dirigido por Ali Khademhosseini, Doctor., el Director y CEO del Instituto Terasaki, quien fue anteriormente Director de la Universidad de California, Centro de Los Ángeles (UCLA) para terapias mínimamente invasivas, han ideado dicho parche y optimizado las condiciones para su rendimiento. Este parche de microagujas utiliza un gel hecho de una sustancia llamada gelatina metacriloílo (GelMA), un hidrogel con capacidades altamente absorbentes y fuerza demostrable. Esta sustancia fue elegida por estas cualidades sobre otros materiales en uso anterior, así como por su biocompatibilidad y la capacidad de adaptar su composición para optimizar su rendimiento.
El gel se moldeó en un parche con una serie de microagujas de gel sólido en una cara. El equipo de Terasaki ha realizado pruebas exhaustivas para determinar la concentración óptima de gel, grado de reticulación del gel y tiempo de reticulación necesario para producir un parche que proporcione las mejores propiedades de absorción, fuerza de la aguja y penetración de la piel. La eficacia de las capacidades fluídicas del gel de parche también elimina la necesidad de fabricar agujas huecas. lo que simplifica la producción.
El equipo realizó estudios de comparación de los niveles de glucosa y fármacos medidos a partir de muestras extraídas con el parche GelMA versus sangre recolectada por medios convencionales y los resultados fueron muy comparables. También hubo una mejora en el volumen de líquido recolectado con el parche GelMA sobre otros parches de microagujas.
"La recolección de muestras de pacientes de una manera no invasiva es importante, particularmente en la era COVID, ", dice el Dr. Khademhosseini." Estamos entusiasmados con las microagujas desarrolladas aquí, ya que abren formas rápidas de recolectar muestras de pacientes de una manera sencilla e indolora ".
El parche GelMA desarrollado por el Instituto Terasaki ofrece una mejora en el diseño, rentabilidad facilidad de producción, y conveniencia; sus cualidades únicas se presentaron recientemente como historia de portada en un número reciente de Pequeña .
