Feridas crônicas, que incluem úlceras diabéticas, feridas cirúrgicas, lesões por pressão e outros problemas, são mais mortais do que muitas pessoas imaginam. Pacientes com feridas crônicas têm uma taxa de sobrevivência em cinco anos em torno de 70%, pior que a do câncer de mama, câncer de próstata e outras doenças graves. O tratamento de feridas também é caro, custando cerca de 28 mil milhões de dólares por ano só nos EUA.

Uma equipe de pesquisadores da Keck School of Medicine da USC e do California Institute of Technology (Caltech) está desenvolvendo uma série de tecnologias de ponta para revolucionar o tratamento de feridas, incluindo bandagens inteligentes que detectariam e responderiam automaticamente às mudanças nas condições dentro de uma ferida. Estes pensos de alta tecnologia forneceriam dados contínuos sobre a cura e potenciais complicações, incluindo infecções ou inflamações anormais, e poderiam fornecer medicamentos ou outros tratamentos em tempo real.

A equipe da USC- Caltech desenvolveu e testou um curativo inteligente em modelos animais em um estudo de prova de conceito. Eles publicaram agora uma revisão dessa pesquisa, bem como de outros trabalhos de ponta de monitoramento e tratamento de feridas realizados em todo o mundo, na revista Nature Materials.

A revisão também avalia os desafios e os próximos passos para fornecer estas tecnologias aos pacientes, incluindo as perspectivas de aprovação regulamentar e comercialização.

"Estamos criando um novo tipo de 'pele cibernética' que pode ajudar a curar essas feridas, ao mesmo tempo que as mede e gerencia ao longo do caminho", disse o coautor sênior David G. Armstrong, Ph.D., DPM, professor de cirurgia e cirurgia neurológica na Keck School of Medicine e codiretor da Southwestern Academic Limb Salvage Alliance (SALSA).

“Este artigo combina esses insights recentes para traçar um caminho a seguir no espaço de cicatrização de feridas, para que possamos agir rapidamente para ajudar nossos pacientes a se recuperarem”.

Para refinar a tecnologia de bandagens inteligentes, Armstrong e sua equipe aproveitaram novos avanços nas áreas de ciência de materiais, nanotecnologia, saúde digital e muito mais. Outras mudanças recentes, incluindo mais financiamento para a investigação sobre a cicatrização de feridas e um caminho melhorado para a aprovação regulamentar, também abriram caminho para o progresso.

“Temos desenvolvido bandagens inteligentes de próxima geração que podem monitorar sem fio biomarcadores metabólicos e inflamatórios cruciais em fluidos de feridas”, disse Wei Gao, Ph.D., professor assistente de engenharia médica na Caltech e coautor sênior do artigo. “No futuro, essas colaborações interdisciplinares entre cientistas, engenheiros e especialistas clínicos – com os pacientes no centro – desempenharão um papel crucial na obtenção de melhores resultados no tratamento de feridas”.

Enquanto as feridas agudas progridem através de um processo típico de lesão, inflamação e cicatrização, as feridas crônicas são mais complexas e menos previsíveis. Eles apresentam um risco maior de infecção, podem demorar mais para cicatrizar e podem levar à amputação ou complicações potencialmente fatais, como sepse.

Uma solução potencial é a nova tecnologia de curativos inteligentes que pode ajudar – e até mesmo participar – no processo de cura. Em vez de aplicar um curativo passivo na ferida de um paciente, os médicos poderão em breve usar tecnologia sem fio que detecta inflamações, infecções ou problemas no fluxo sanguíneo e, em seguida, alerta os pacientes e os profissionais de saúde via Bluetooth enquanto administram o tratamento em tempo real.

Armstrong e a sua equipa testaram a nova tecnologia em modelos animais, com resultados promissores.

“Este sistema de circuito fechado pode identificar um problema, diagnosticá-lo automaticamente e fornecer uma solução, tudo com a supervisão do paciente e do médico”, disse ele.

As bandagens inteligentes são construídas com uma variedade de materiais de ponta, incluindo materiais bioeletrônicos, que podem ajudar na cura, fornecendo estimulação elétrica aos tecidos e células. Muitos incorporam hidrogéis avançados, que são macios, flexíveis e capazes de armazenar e liberar medicamentos em resposta ao pH, temperatura ou outros fatores ambientais.

Os curativos da próxima geração também contêm vários tipos de sensores que podem detectar alterações no microambiente de uma ferida. Sensores eletroquímicos podem medir a presença de proteínas, anticorpos, nutrientes e eletrólitos, enquanto sensores ópticos podem monitorar temperatura, pH e níveis de oxigênio.

Sensores de imagem, incluindo fotografia, ultrassom e imagens de fluorescência, podem detectar infecções bacterianas e medir a profundidade e o volume de uma ferida para monitorar o progresso da cicatrização.

Na sua análise das novas tecnologias, os investigadores apontam para vários obstáculos que requerem atenção antes que as ligaduras inteligentes possam entrar na prática médica padrão. Por um lado, muitos sistemas médicos utilizam abordagens ultrapassadas para o tratamento de feridas, tais como a avaliação visual e a classificação de feridas sem critérios padronizados (o que pode resultar em avaliações imprecisas ou não fiáveis). A integração de bandagens inteligentes, portanto, exigiria uma revisão significativa dos padrões atuais da área.

“Embora a ideia de um curativo que nos ajude como precisamos e quando precisamos faça sentido para nós, também tem que fazer sentido para nossos colegas da FDA”, disse Armstrong.

A obtenção de aprovação regulatória para bandagens inteligentes da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA também é complexa. A FDA oferece flexibilidade para aprovação de produtos para tratamento de feridas que combinem múltiplas terapias (por exemplo, administração de antibióticos e estimulação elétrica). Mas a obtenção de aprovação especial exige que os investigadores recolham uma grande quantidade de dados pré-clínicos e clínicos. Este é o objetivo contínuo da equipe de pesquisa da USC-Caltech.

Uma vez coletados os dados por um curativo inteligente, eles podem ser processados e analisados com ferramentas de aprendizado de máquina que permitem monitoramento e atendimento rápido e eficiente, seja no consultório médico ou à distância.

Armstrong compara esta nova abordagem à detecção de colesterol elevado nas fases iniciais de doenças cardíacas, permitindo o tratamento com estatinas.

"O que é surpreendente é que, na cicatrização de feridas, não temos usado essas medidas provisórias. Tudo o que fizemos foi o equivalente a medir alguém no meio de um ataque cardíaco", disse ele. "Desenvolver esses diagnósticos provisórios é fundamental."

Um tratamento mais ágil das feridas pode não só salvar vidas, mas também melhorar a qualidade de vida de muitos pacientes. Cerca de metade das pessoas com feridas crônicas cumprem os critérios de diagnóstico para depressão clínica e muitas enfrentam diariamente sérios desafios com mobilidade, dor e tratamento de feridas.

“Queremos maximizar dias sem úlceras, sem hospitalização e ricos em atividades para nossos pacientes”, disse Armstrong.

Em seguida, ele e sua equipe estão estudando uma nova abordagem para tratamento de feridas que utiliza tecnologia de ultrassom para orientar o tratamento de terapia genética. O objetivo é estimular o crescimento dos vasos sanguíneos nos músculos da panturrilha, o que poderia ajudar a reduzir o risco de amputação em pacientes com úlceras nas pernas.