Los nervios periféricos, que forman la red conectando el cerebro, la médula espinal y el sistema nervioso central con el resto del cuerpo, desempeñan un papel crucial en la transmisión de información sensorial, el control de los movimientos musculares y la regulación de funciones corporales automáticas. En este contexto, los dispositivos bioelectrónicos implantados en estos nervios ofrecen un potencial notable para el tratamiento y rehabilitación de enfermedades neurológicas y sistémicas. Sin embargo, el organismo tiende a percibir estos implantes como objetos extraños, lo que provoca la formación de tejido fibroso denso en las interfaces entre el dispositivo bioelectrónico y los tejidos, comprometiendo así su rendimiento y durabilidad.
Un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances presenta una estrategia bioadhesiva innovadora que establece interfaces bioelectrónicas no fibrosas en diversos nervios periféricos —incluyendo los nervios occipital, vago, peroneo profundo, ciático, tibial y peroneo común— durante un periodo de hasta 12 semanas.
“Descubrimos que adherir los bioelectrodos a los nervios periféricos puede prevenir completamente la formación de fibrosis en las interfaces”, afirma Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería civil en el MIT. “Además, demostramos una mitigación a largo plazo de la hipertensión sin fármacos utilizando bioelectrónica no fibrosa durante cuatro semanas y más.”
Estrategia innovadora para la regulación de la presión arterial
El enfoque propuesto inhibe la infiltración de células inmunitarias en la interfaz dispositivo-tejido, evitando así la formación de cápsulas fibrosas dentro del microambiente inflamatorio. En modelos preclínicos con roedores, el equipo demostró que el dispositivo bioelectrónico adhesivo no fibroso mantenía una regulación estable y a largo plazo de la presión arterial.
“Nuestra estrategia para regular la presión arterial a largo plazo se inspiró en la acupuntura tradicional”, explica Hyunmin Moon, autor principal del estudio y postdoctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica. “La parte inferior de la pierna ha sido utilizada durante mucho tiempo en el tratamiento de hipertensión, y el nervio peroneo profundo se encuentra precisamente en un punto de acupuntura. Nos emocionó ver que estimular este nervio logró regular la presión arterial por primera vez. La convergencia de nuestro dispositivo bioelectrónico adhesivo no fibroso con esta capacidad de regulación a largo plazo ofrece una promesa emocionante para la medicina translacional.”
Resultados prometedores para tratamientos futuros
Es importante destacar que después de 12 semanas de implantación con estimulación continua del nervio, solo se detectó una actividad mínima de macrófagos y una deposición limitada de actina muscular lisa y colágeno. Esto subraya el potencial del dispositivo para proporcionar neuromodulación a largo plazo sin desencadenar fibrosis. “La diferencia entre la respuesta inmune del dispositivo adherido y la del control no adherido es notable”, señala Bastien Aymon, coautor del estudio y candidato a doctorado en ingeniería mecánica. “Observar interfaces inmunológicamente prístinas después de tres meses de implantación adhesiva es extremadamente alentador para futuras traducciones clínicas.”
Este trabajo ofrece una estrategia aplicable a todos los sistemas bioelectrónicos implantables al prevenir fibrosis en las interfaces del dispositivo, allanando el camino hacia terapias más efectivas y duraderas como la mitigación de la hipertensión.
La hipertensión es un contribuyente significativo a las enfermedades cardiovasculares, que son la principal causa de muerte a nivel mundial. Aunque muchos medicamentos son efectivos, más del 50% de los pacientes siguen siendo hipertensos a pesar del tratamiento —una condición conocida como hipertensión resistente—. Los métodos tradicionales como la estimulación del seno carotídeo o del nervio vago suelen estar acompañados por efectos secundarios como apnea, bradicardia, tos y parestesia.
“En contraste, nuestro dispositivo bioelectrónico adhesivo no fibroso dirigido al nervio peroneo profundo permite una regulación prolongada de la presión arterial en pacientes hipertensos resistentes sin efectos secundarios metabólicos”, concluye Moon.
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