Inyecciones sin agujas usando microchorros líquidos supersónicos

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Artículo publicado el 11 de octubre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Una nueva técnica para disparar microchorros líquidos a través de la piel humana promete revolucionar la administración de medicamentos.

Las inyecciones son un eje clave e inevitable de las técnicas médicas modernas. La idea es forzar la entrada de un líquido directamente en el cuerpo usando una aguja hueca para penetrar en la piel. Sin este tipo de herramientas, el panorama médico sería considerablemente más pobre.

Inyecciones sin agujas


Pero las inyecciones tienen una serie de inconvenientes. Son una importante fuerza de transmisión de enfermedades, particularmente cuando se reusan las agujas, y en las lesiones por punción de los profesionales sanitarios, son dolorosas y las agujas son peligrosas y difíciles de manejar. De ahí la fobia a las agujas y todo eso.

Por esto, los ingenieros biomédicos y los doctores y pacientes han soñado con encontrar una forma de administrar inyecciones sin agujas similar al hipospray de Star Trek administrado tan hábilmente por el Dr. McCoy.

No ha sido por falta de intentos, algunos de los cuales incluso son anteriores a la serie Star Trek. La idea es que si se dirige el líquido hacia el paciente con suficiente fuerza, penetrará en la piel y lo conducirá al interior del cuerpo.

Distintos grupos han realizado intentos usando aire comprimido y distintos tipos de bombas, pero ninguno ha tenido un gran éxito. Un problema es que los chorros líquidos pueden ser tan dolorosos como las agujas, e incluso más dañinos para la piel y el tejido subyacente.

Pero el problema más serio es el splashing. En todas las técnicas usadas hasta el momento, parte de los líquidos salpican fuera de la piel o no penetran con suficiente profundidad y esto hace que sea imposible saber qué dosis ha recibido el paciente. Este problema es grave para cualquier enfermedad que requiera un volumen preciso de medicación – y esto se aplica a casi todas ellas.

Esto parece que va a cambiar. Hoy, Yoshiyuki Tagawa de la Universidad de Twente en los Países Bajos junto a algunos colegas dicen haber resuelto este problema gracias a una nueva técnica que focaliza un flujo de líquido en un microchorro que viaja a 850 m/s. Sí, aproximadamente la misma velocidad que el avión supersónico Blackbird SR-71.

La técnica es bastante simple. Estos chicos llenan un capilar con líquido y enfocan un pulso láser sobre un extremo. Esto calienta rápidamente una parte del líquido, provocando que se evapore súbitamente, y envíe una onda de choque a través del tubo. Este empuje acelera el resto del líquido forzando su salida del capilar a gran velocidad.

El tubo y la velocidad de calentamiento están diseñados para generar ondas de choque que enfocan este microchorro de forma que su punta tenga apenas unas decenas de micrómetros de diámetro, menor que el probóscide de un mosquito.

Cuando el líquido impacta en la piel a esta velocidad, el microchorro penetra fácilmente, administrando el volumen de líquido preciso al tejido subyacente. Y eso pasa con muy poco, si es que algún, splashing.

Tagawa y sus colegas han puesto a prueba su sistema en una gelatina cubierta de piel sintética y dicen que funciona bien, como las imágenes de arriba parecen atestiguar. “Los resultados… dejan las inyecciones sin agujas un paso más cerca de su uso generalizado”, comentan.

Desde luego, quedan aún pasos significativos por dar. Una preocupación es que el pulso láser, además del calor y la onda de choque que genera, podría dañar cierto tipo de medicamentos. Las pruebas han incluido por el momento agua con tintura roja, por lo que esto tendrá que examinarse con cuidado.

Otro problema de ingeniería es el diseño y fabricación de un dispositivo robusto que tenga un amplio uso sin obstruirse. Las inyecciones sin agujas serán muy útiles en los hospitales modernos y en cirugías, pero los países en desarrollo son los que más tienen que ganar.

Finalmente, la técnica tendrá que ponerse a prueba en un amplio rango de individuos. Es posible que los microchorros tengan que ajustarse con precisión para tratar con los distintos tipos de piel, de forma que el volumen de medicamento administrado a un hombre joven con una piel como la de un elefante sea la misma que la dosis recibida por una anciana señora con la piel como papel de fumar.

Las inyecciones sin agujas tienen enormes beneficios potenciales para millones de personas tales como diabéticos que viven con la rutina de múltiples inyecciones diarias. Para ellos, es un desarrollo que nunca llegará demasiado pronto.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1210.1907: Needle-Free Injection Into Skin And Soft Matter With Highly Focused Microjets

Fecha Original: 11 de octubre de 2012
Enlace Original

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