Desarrollan un parche de hidrogel para tratar vías respiratorias colapsadas en recién nacidos

Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza, compuesto por ingenieros y cirujanos, han logrado un gran avance en el tratamiento de la traqueomalacia: un nuevo parche adhesivo de hidrogel alivia la traqueomalacia de forma efectiva.

El equipo de la EPFL, compuesto por ingenieros y cirujanos pediátricos de las vías respiratorias del Centro Hospitalario Universitario de Vaud (CHUV), ha desarrollado con éxito un nuevo parche adhesivo de hidrogel que puede aliviar la traqueomalacia de manera efectiva, lo que brinda la esperanza de mejores opciones de tratamiento para esta condición desafiante. La prueba de concepto fue publicada recientemente en iScience.

¿Qué es la traqueomalacia en niños?

La traqueomalacia es una afección caracterizada por la debilidad del cartílago traqueal y los músculos que normalmente mantienen abiertas las vías respiratorias para una respiración adecuada. Como consecuencia, la tráquea colapsa cuando el niño exhala.

La tráquea del niño está sostenida por anillos de cartílago que le permiten permanecer abierta para que el niño pueda inhalar y exhalar. Si el niño o la niña tiene traqueomalacia, puede presentar problemas respiratorios.

La mayoría de las veces, los primeros signos de traqueomalacia se observan cuando un bebé tiene entre 4 y 8 semanas de edad, pero puede sucederle a un niño de cualquier edad. Los niños que ya tienen enfermedad pulmonar crónica, enfermedad por reflujo gastroesofágico o una fístula traqueoesofágica tienen más probabilidades de padecer traqueomalacia.

¿Qué pasa cuando un bebé nace con insuficiencia respiratoria? ¿Qué sucede cuando un recién nacido no respira bien? La traqueomalacia puede provocar problemas respiratorios recurrentes y, en el transcurso del tiempo, puede causar una lesión pulmonar ya que cuando la tráquea colapsa, impide que la mucosidad y las secreciones pulmonares se expulsen y quedan atrapadas en los pulmones. Afortunadamente, la mayoría de los niños superan la traqueomalacia.

Si quieres más información o necesitas asesoramiento profesional, en la Tribu CSC puedes consultar online a nuestro equipo de expertos/as en salud materno-infantil y crianza respetuosa. Entre ellos/as se encuentra la pediatra Gloria Colli y la fisioterapeuta respiratoria Anna Ferran.

Síntomas y causas de la traqueomalacia pediátrica

Existen 2 tipos principales de traqueomalacia:

• Traqueomalacia tipo 1. La traqueomalacia tipo 1 se presenta cuando un niño nace con anomalías en el cartílago de la tráquea.
• Traqueomalacia tipo 2. La traqueomalacia tipo 2 se presenta cuando existe compresión de las vías respiratorias debido a un objeto atrapado o después de una cirugía para tratar otra afección.

Un parche de hidrogel trata de forma efectiva las vías respiratorias colapsadas en recién nacidos

La traqueomalacia es una condición congénita relativamente frecuente que a menudo tiene como consecuencia un colapso excesivo de las vías respiratorias en recién nacidos y lactantes.

Los métodos de tratamiento actuales (como la reconstrucción traqueal, la traqueoplastia y la colocación de stent), a menudo provocan un daño extenso y duradero en este órgano vital. Para abordar estas limitaciones, los investigadores se centraron en desarrollar una nueva estrategia: envolver un parche de hidrogel adhesivo no invasivo alrededor de la tráquea dañada para abrir las vías respiratorias.

¿Cómo ayuda a un bebé recién nacido a respirar?

El hidrogel es un material blando biocompatible y biodegradable que se usa cada vez más en aplicaciones biomédicas, pero esta es la primera vez que los bioingenieros exploran sus propiedades estructurales para aliviar la traqueomalacia.

Usando modelos numéricos y animales, los ingenieros y el Dr. Vijay Kumar Rana del Laboratorio de Ortopedia Biomecánica (LBO) han demostrado que un parche de hidrogel con propiedades mecánicas adecuadas y fuerza de adhesión podría mantener de manera efectiva la forma fisiológica de la tráquea.

Los investigadores colaboraron con el Laboratorio de Hemodinámica y Tecnología Cardiovascular (LHTC), donde el experto en Hemodinámica y Tecnología Cardiovascular Sokratis Anagnostopoulos realizó estudios numéricos cruciales.

El parche de hidrogel aumenta la apertura de una tráquea totalmente colapsada en un 50%

«Esta investigación representa un importante paso adelante para abordar los desafíos asociados con el tratamiento de la traqueomalacia», dice el profesor Dominique P. Pioletti, director de LBO e investigador principal del proyecto.

«El parche adhesivo de hidrogel que hemos desarrollado en colaboración con el CHUV es muy prometedor para brindar soporte mecánico a la tráquea y prevenir el colapso de las vías respiratorias«.

En esta exitosa prueba de concepto, el nuevo parche adhesivo de hidrogel exhibió una adhesión robusta en las superficies traqueales húmedas y soportó estructuralmente una tráquea completamente colapsada bajo presión negativa, aumentando el volumen hasta en un 50%.

Según los investigadores, estos prometedores resultados allanan el camino para el uso potencial de hidrogeles adhesivos como un nuevo enfoque en el tratamiento clínico de la traqueomalacia.

«Somos optimistas acerca de esta prueba de concepto, ya que el aumento del 50% en la apertura de una tráquea completamente colapsada es suficiente para aliviar los síntomas graves de la traqueomalacia», dice el coautor del artículo y cirujano pediátrico de CHUV, el Dr. Kishore Sandu.

Colaboración entre ingenieros de la EPFL y cirujanos pediátricos del CHUV

«Ha sido realmente emocionante reunir diferentes visiones y avanzar hacia una solución muy deseada para un problema médico difícil», dice el coautor del artículo y cirujano pediátrico de vías respiratorias del CHUV, el Dr. François Gorostidi. La fructífera colaboración entre cirujanos e ingenieros para este proyecto dependió de que cada parte escuchara atentamente los requisitos específicos de cada uno en el quirófano y en el laboratorio.

«Los ingenieros y los cirujanos no siempre hablan el mismo idioma, por lo que primero tuvimos que entender cómo trabajar juntos. Pero encontrar una solución de ingeniería para una condición médica con opciones de tratamiento limitadas ha demostrado ser muy prometedor«, dice el Dr. Sandu.

La colaboración está en curso y los investigadores estaban ansiosos por señalar que el proceso es extremadamente iterativo: se necesitaron 3 años y cientos de formulaciones de hidrogel para lograr estos resultados.

En su afán de ayudar a los recién nacidos con problemas respiratorios, los cirujanos y los ingenieros han manifestado que no descansarán hasta que su solución para la traqueomalacia llegue al quirófano, resolviendo un problema a menudo intratable para los pediatras que necesitan abrir las vías respiratorias de los recién nacidos, pero se arriesgan a las inevitables e indeseadas consecuencias negativas de las soluciones invasivas.