El futuro de la lucha contra el dolor: un dispositivo implantable sin necesidad de opioides

Hace dos años, en 2022 se publicó en ‘Bioelectronic Medicine’ un estudio de revisión que concretaba: "La estimulación nerviosa periférica (ENP) se ha utilizado para tratar enfermedades humanas, incluido el dolor, durante varias décadas. La innovación la ha convertido en una opción más viable para el tratamiento de procesos comunes de dolor crónico, y el interés en la terapia va en aumento”. Su conclusión: “La ENP ha evolucionado de un procedimiento quirúrgico invasivo a una técnica mínimamente invasiva que se puede utilizar de manera temprana en el tratamiento del dolor de los nervios periféricos”.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad del Noroeste de EEUU ha desarrollado un implante pequeño, blando y flexible que alivia el dolor a demanda y sin el uso de medicamentos. El primer dispositivo de su tipo podría proporcionar una alternativa muy necesaria a los opioides y otros medicamentos altamente adictivos.

Biocompatible y soluble en agua, funciona envolviendo suavemente los nervios para brindar un enfriamiento preciso y específico, que los adormece y bloquea las señales de dolor al cerebro. Una bomba externa permite al usuario activarlo de forma remota y luego aumentar o disminuir su intensidad. Una vez que ya no se necesita el dispositivo, se absorbe naturalmente en el cuerpo, evitando la necesidad de una extracción quirúrgica.

"Una bomba externa permite al usuario activarlo de forma remota y luego aumentar o disminuir su intensidad"

Los investigadores creen que tiene el potencial de ser más valioso para los pacientes que se someten a cirugías de rutina o incluso amputaciones que comúnmente requieren medicamentos posoperatorios. Los cirujanos podrían implantar el dispositivo durante el procedimiento para ayudar a controlar el dolor posoperatorio del paciente. El estudio, publicado en ‘Science’, describe el diseño del dispositivo y demuestra su eficacia en un modelo animal.

Intensidad del alivio

"Aunque los opioides son extremadamente efectivos, también son extremadamente adictivos", ha afirmado John A. Rogers, quien dirigió el desarrollo del dispositivo. "Como ingenieros, estamos motivados por la idea de tratar el dolor sin medicamentos, en formas que puedan activarse y desactivarse instantáneamente, con el control del usuario sobre la intensidad del alivio. Esta tecnología explota mecanismos que tienen algunas similitudes con los que hacer, por ejemplo, que los dedos se sientan entumecidos cuando están fríos. Nuestro implante permite que ese efecto se produzca de una manera programable, directa y localmente en los nervios específicos, incluso aquellos que se encuentran en lo profundo de los tejidos blandos circundantes".

Pionero de la bioelectrónica, Rogers es profesor de ciencia e ingeniería de materiales, ingeniería biomédica y cirugía neurológica en la Escuela de Ingeniería McCormick y en la Escuela de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. También es el director fundador del Instituto Querrey Simpson de Bioelectrónica.

Cómo funciona exactamente

Aunque el nuevo dispositivo puede parecer ciencia ficción, aprovecha un concepto simple y común que todos conocen: la evaporación. De manera similar a como el sudor enfría el cuerpo, el dispositivo contiene un refrigerante líquido que se induce a evaporarse en la ubicación específica de un nervio sensorial.

"A medida que se enfría un nervio, las señales que viajan a través de él se vuelven cada vez más lentas y eventualmente se detienen por completo", dijo el coautor del estudio, el Dr. Matthew MacEwan, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. "Nos estamos enfocando específicamente en los nervios periféricos, que conectan el cerebro y la médula espinal con el resto de su cuerpo. Estos son los nervios que comunican los estímulos sensoriales, incluido el dolor. Al brindar un efecto de enfriamiento a solo uno o dos nervios específicos, podemos modular eficazmente las señales de dolor en una región específica del cuerpo".

Para inducir el efecto de enfriamiento, el dispositivo contiene diminutos canales de microfluidos. Un canal contiene el refrigerante líquido (perfluoropentano), que ya está clínicamente aprobado como agente de contraste de ultrasonido y para inhaladores presurizados. Un segundo canal contiene nitrógeno seco, un gas inerte. Cuando el líquido y el gas fluyen hacia una cámara compartida, ocurre una reacción que hace que el líquido se evapore rápidamente. Simultáneamente, un pequeño sensor integrado monitorea la temperatura del nervio para asegurarse de que no se enfríe demasiado, lo que podría causar daño al tejido.

"El enfriamiento excesivo puede dañar el nervio y los tejidos frágiles que lo rodean", ha señalado el investigador Rogers. "Por lo tanto, la duración y la temperatura del enfriamiento deben controlarse con precisión. Al monitorear la temperatura en el nervio, las tasas de flujo se pueden ajustar automáticamente para establecer un punto que bloquee el dolor de manera reversible y segura. El trabajo en curso busca definir el conjunto completo de umbrales de tiempo y temperatura por debajo de los cuales el proceso permanece completamente reversible".

Potencia de precisión

Si bien se han probado experimentalmente otras terapias de enfriamiento y bloqueadores de nervios, todas tienen limitaciones que el nuevo dispositivo supera. Anteriormente, los investigadores han explorado las crioterapias, por ejemplo, que se inyectan con una aguja. En lugar de apuntar a nervios específicos, estos enfoques imprecisos enfrían grandes áreas de tejido, lo que puede provocar efectos no deseados como daño e inflamación del tejido.

En su punto más ancho, el pequeño dispositivo tiene solo 5 milímetros. Un extremo está enrollado en un manguito que envuelve suavemente un solo nervio, evitando la necesidad de suturas. Al apuntar con precisión solo al nervio afectado, el dispositivo evita que las regiones circundantes se enfríen innecesariamente, lo que podría provocar efectos secundarios.

"Uno no quiere enfriar inadvertidamente otros nervios o los tejidos que no están relacionados con el nervio que transmite los estímulos dolorosos", ha aseverado el Dr. MacEwan. "Lo queremos para bloquear las señales de dolor, no los nervios que controlan la función motora y te permiten usar la mano, por ejemplo".

"Todos los componentes son biocompatibles y se absorben naturalmente en los biofluidos del cuerpo en el transcurso de días o semanas"

Los investigadores anteriormente también han explorado los bloqueadores de los nervios que utilizan la estimulación eléctrica para silenciar los estímulos dolorosos. Estos también tienen limitaciones. "No se puede apagar un nervio con estimulación eléctrica sin activarlo primero", han establecido. "Eso puede causar dolor adicional o contracciones musculares y no es lo ideal, desde la perspectiva del paciente".

Inofensivos

Todos los componentes de los dispositivos son biocompatibles y se absorben naturalmente en los biofluidos del cuerpo en el transcurso de días o semanas, sin necesidad de extracción quirúrgica. Los dispositivos bioabsorbibles son completamente inofensivos, similares a los puntos absorbibles. Con el grosor de una hoja de papel, el dispositivo de enfriamiento nervioso suave y elástico es ideal para tratar nervios altamente sensibles.

"Si se piensa en tejidos blandos, nervios frágiles y un cuerpo en constante movimiento, cualquier dispositivo de interfaz debe tener la capacidad de flexionarse, doblarse, torcerse y estirarse con facilidad y naturalidad", afirman los autores. "Además, a los pacientes les gustaría que el dispositivo simplemente desaparezca cuando ya no sea necesario, para evitar procedimientos delicados y con riesgos como la extracción quirúrgica".