Escrito por Elizabeth Miller

El mundo de los textiles en la tecnología médica va mucho más allá de los vendajes y las máscaras. Aprenda sobre el futuro de la fibra y cómo se entrelaza con la curación y el bienestar .

La medicina es un campo en constante evolución, y los materiales que los trabajadores de la salud utilizan hoy en día sin pensarlo alguna vez fueron revolucionarios. Los textiles son una parte integral de la medicina y, a medida que la humanidad crea innovaciones en los textiles, el mundo de la medicina suele ser el primero en cosechar los frutos de estos desarrollos.

En los tiempos modernos, todavía es común escuchar la frase «textiles médicos» y pensar en el vendaje por encima de todo. Sin embargo, durante siglos, las innovaciones en los textiles han ido de la mano con las innovaciones en la medicina y, a medida que avanza el siglo XXI, la humanidad ha visto innumerables avances en ambos campos. Los vendajes son solo el comienzo: filtros, sensores e incluso elementos tan complejos como las válvulas cardíacas artificiales existen hoy en día gracias a los textiles.

La evolución de los textiles en la medicina

Desde que existe la medicina, los humanos han usado textiles para practicarla. Algunas de las evidencias más antiguas de textiles como vendajes datan de al menos cinco mil años. Los antiguos egipcios no solo usaban vendajes para envolver a las momias: usaban lino para sostener la miel en las heridas abiertas. La miel actuaría como adhesivo y antiséptico. De hecho, los métodos de embalsamamiento del antiguo Egipto influyeron directamente en el uso de vendajes de tela en pacientes vivos. Mientras tanto, una tablilla de arcilla del 2200 a. C. es el manuscrito médico más antiguo que se conoce. La tablilla describe los “tres gestos curativos” de lavar la herida, crear los apósitos y envolver el área lesionada. 1

A medida que la moderna teoría de los gérmenes de la enfermedad comenzó a afianzarse en los siglos XIX y XX y la esterilidad se convirtió en el nuevo estándar, los textiles médicos comenzaron a adaptarse a este nuevo estándar de limpieza. En 1885, un médico alemán llamado Ernst von Bergmann fue la primera persona en utilizar vapor para esterilizar el vendaje quirúrgico que usaba. Desde entonces, los textiles médicos han tenido que resistir gases y temperaturas extremas para garantizar la muerte de cualquier microorganismo dentro de sus fibras.

Sin embargo, los apósitos para heridas están lejos de ser la única utilidad de los textiles en medicina. En la antigüedad, las suturas se hacían con cáñamo, algodón o tendón animal. Hoy en día, comúnmente están hechos de seda o nailon. Del mismo modo, los textiles médicos pueden implantarse en un cuerpo humano en un injerto de válvula vascular o cardíaca o utilizarse fuera del cuerpo en cirugías cardíacas y pulmonares.

En resumen, los textiles han sido una parte integral de la medicina durante miles de años y la relación entre ambos es muy estrecha. En el siglo XXI, la humanidad está trabajando a una escala antes inimaginable, y las innovaciones en materiales y nanotecnología han permitido que la medicina evolucione a un ritmo asombroso.

Cómo la ciencia de los materiales ha hecho avanzar el mundo de la tecnología médica

Sin nuevos materiales, la innovación en medicina está condenada a estancarse. La humanidad ha ido mucho más allá de empapar vendas de algodón en aceite y, en el siglo XXI, los científicos han profundizado en el reino microscópico para crear nuevos materiales «desde cero». Algunos de estos textiles tienen cualidades antimicrobianas, mientras que otros se crean para la durabilidad, la elasticidad o la esterilización.

Desde que el físico Richard Feynman presentó al mundo el concepto de nanotecnología en 1959, el campo de los nanomateriales se ha mostrado muy prometedor en aplicaciones médicas. El tamaño pequeño y la gran superficie de estas nanopartículas pueden aumentar la biodisponibilidad de los fármacos transdérmicos, asegurando una liberación sostenida. Durante muchos años, los científicos también han utilizado la nanotecnología para impregnar telas con partículas de óxido de zinc. Esto no solo mejora las propiedades antibacterianas de la tela resultante, sino que el óxido de zinc también es una de las formas más efectivas de prevenir la exposición a la radiación ultravioleta.

Los mayores avances en la intersección de la tecnología médica y los textiles tienden a rodear a los tejidos antimicrobianos. Más comúnmente, esto significa inculcar fibras con nanopartículas de cobre o plata. Sin embargo, esto está lejos de ser el único desarrollo de la ciencia de los materiales que ha adornado el mundo de los textiles médicos. Las innovaciones que conducen a sensores portátiles y textiles sensoriales también provienen de la nanotecnología.

Los avances en los materiales que se convierten en textiles también pueden significar mucho para la comunidad médica. Las suturas disolventes y otras fibras biodegradables, por ejemplo, han sido un elemento básico de la medicina desde que se introdujeron hace casi un siglo. Los injertos vasculares, los andamios de tejido y otros procedimientos delicados dependen de que estos textiles sean resistentes durante un período de tiempo determinado y luego se disuelvan a medida que el cuerpo del paciente sana. Nuevos materiales como los alginatos y la quitina pueden añadir nuevos procedimientos a la lista de posibilidades.

Los materiales sintéticos que se utilizan actualmente dentro de los cuerpos humanos a menudo no son ideales para la tarea. Debido a que muchos productos sintéticos nuevos tienden a estar estrechamente relacionados con los antiguos, las innovaciones que están cambiando algunas industrias aún no han llegado al mundo médico. Sin embargo, los científicos han comenzado a trabajar con materiales de bioingeniería como el polianhídrido para evitar esto.

Los científicos de materiales también están utilizando compuestos inorgánicos llamados MXenes para crear textiles aún más inteligentes. Estos compuestos se informaron por primera vez en 2012 y son increíblemente prometedores en este sentido. A principios de 2023, investigadores de la Universidad de Drexel en los Estados Unidos diseñaron un parche de supercondensador recargable que teóricamente puede alimentar todo tipo de tecnología portátil. Los investigadores presentan el parche como una solución de almacenamiento de energía para la tecnología del cuidado de la salud, como los monitores continuos de glucosa, que actualmente deben reemplazarse regularmente a medida que se agotan las baterías.

Innovaciones globales pospandémicas en tecnología médica

Las máscaras quirúrgicas, los respiradores y las batas son uno de los principales símbolos de la década de 2020 y son algunos de los textiles médicos más visibles de la historia. Sin embargo, la pandemia de COVID-19 ha llevado a desarrollos que van mucho más allá de estos símbolos.

Uno de los desarrollos recientes más emocionantes en este sentido es el uso de la ingeniería molecular para crear fibras de algodón que son antibacterianas y antivirales. Si bien las personas han estado imbuyendo textiles de algodón con líquidos antimicrobianos durante décadas, las telas resultantes tienden a no tener estabilidad a largo plazo. Un artículo de diciembre de 2022 en la revista Nature Nanotechnology adopta un enfoque diferente. En lugar de empapar la tela terminada en un aditivo líquido, los investigadores impregnaron la matriz de celulosa del algodón con cobre para formar un tejido de iones de cobre. Este material es económico y fácil de crear, ecológico y muy prometedor para usos médicos y domésticos por igual. Ha demostrado un alto rendimiento contra una variedad de virus y bacterias, incluidos influenza, E. coli y salmonella.

Otra innovación en la ciencia de los materiales es el desarrollo de «textiles inteligentes». Los bioindicadores, como la frecuencia cardíaca, los niveles de oxígeno en sangre y la presión arterial, son fundamentales para que un profesional médico comprenda la situación de un paciente. Sin embargo, rastrearlos durante períodos prolongados no siempre es práctico: los sensores suelen ser voluminosos e incómodos, y sus adhesivos con frecuencia pueden causar irritación en la piel. Estos sensores también son incompatibles con muchas aplicaciones de investigación, como la medicina deportiva, donde el sujeto de investigación debe ser móvil. Los textiles funcionales están comenzando a venir al rescate aquí. Utilizan sensores basados en textiles para una amplia variedad de propósitos: no solo los hilos electroconductores están pasando a primer plano, sino también otros biosensores para cosas como la frecuencia respiratoria de un paciente.

El tejido biocompatible es otra vía en la que los textiles médicos se han mejorado utilizando tecnología moderna. Con nuevos materiales sintéticos disponibles, estos textiles se pueden usar en implantes, filtración de sangre, dispositivos médicos e incluso se pueden usar para ayudar a estimular el crecimiento celular. Especialmente para aplicaciones internas, estos textiles no deben provocar coágulos de sangre, reacciones alérgicas, infecciones u otros efectos adversos. Aunque los científicos llevan décadas trabajando con materiales biocompatibles, nuevos materiales como MEDIFAB de Sefar aportan una estabilidad y homogeneidad sin igual en este sentido.

Mientras tanto, investigadores de la Universidad de Nottingham desarrollaron una nueva clase de polímero en 2022. Si bien el polímero en sí mismo no es un textil médico, han impregnado apósitos para heridas con estas micropartículas, y el material resultante se muestra muy prometedor en el tratamiento de heridas crónicas en personas con diabetes. Esto pronto podría ayudar a prevenir que los pacientes diabéticos necesiten amputaciones de extremidades.

Avances similares en nanotecnología se han combinado con nuevos desarrollos en textiles para facilitar la curación y el crecimiento de tejidos. En la feria comercial Compamed de noviembre de 2022 en Alemania, Freudenberg Performance Materials demostró una nueva serie de textiles no tejidos en la etiqueta Eco-Check de la marca. Estos materiales están hechos de ácido poliláctico y fibras biológicas de fuentes naturales. Como telas no tejidas, se pueden optimizar fácilmente para una variedad de utilidades, desde la absorción de fluidos hasta el cuidado de heridas a largo plazo. Aún mejor, estos textiles son todos industrialmente compostables.

La empresa de biotecnología con sede en EE. UU. Kraig Biocraft Laboratories recientemente comenzó a enviar muestras de sus fibras de seda de araña modificadas genéticamente más nuevas para uso médico. El material es ligero, biocompatible y completamente biodegradable. Aún mejor, es escalable: una de las principales razones por las que el campo de la medicina no utiliza con frecuencia la seda de araña es porque es difícil de producir a granel. Al implantar gusanos de seda domesticados con genes de araña, Kraig ha podido superar este obstáculo. Los materiales resultantes son más ligeros, resistentes y mucho más flexibles que el acero, con una increíble resistencia a la tracción, por lo que los fabricantes de chalecos antibalas también están muy interesados en estos textiles.

Otro nuevo desarrollo en textiles inteligentes es la creación de textiles que ayudan a los usuarios a regular su temperatura. Este sistema personalizado de termorregulación se propuso por primera vez en 2021 y se muestra particularmente prometedor en medicina. En particular, los bebés que nacieron prematuramente no pueden termorregularse por sí mismos, a menudo durante los primeros meses de sus vidas. La solución actual a este problema es colocar al bebé en una incubadora. Estas incubadoras ocupan mucho espacio y energía, lo que las hace inadecuadas para su uso en áreas donde la electricidad es escasa. Imagine ropa de cama inteligente que pueda adaptar automáticamente su temperatura a las necesidades de temperatura del bebé, utilizando sensores integrados para calibrar tanto la temperatura del bebé como la de la habitación.

Otras innovaciones recientes en textiles médicos inteligentes están a punto de revolucionar el mundo de la atención médica. Los vendajes, por ejemplo, se pueden utilizar no solo para la limpieza y el cuidado de heridas, sino también como herramienta de diagnóstico. En 2020, un equipo de investigación chino desarrolló vendajes de tela que cambian de color según el nivel de pH de la herida. Muchas bacterias, incluidas algunas de las más difíciles de tratar, producen un entorno ácido a medida que crecen, por lo que este cambio de color es un indicador temprano muy eficaz de que un paciente necesita un tratamiento rápido. Además, estos mismos textiles se pueden impregnar con ampollas microscópicas que contienen ampicilina, un poderoso antibiótico. Estas ampollas se disuelven en ambientes ácidos, por lo que el fármaco solo se libera si es realmente necesario. Otros prototipos de vendas inteligentes pueden monitorear heridas crónicas, administrar medicamentos en un horario establecido,

No todos los textiles están hechos de tela, y una de las aplicaciones potenciales más emocionantes en textiles médicos muestra bien este principio. Los cuerpos humanos tienden a rechazar la mayoría de los materiales extraños que se les implantan. Si bien los huesos rotos pueden tener pasadores de titanio y principios similares, esto ha dificultado las reparaciones más delicadas a largo plazo. Un investigador del Instituto Nacional Francés de Salud e Investigación Médica (INSERM) llamado Nicolas L’Heureux está cambiando eso. Su equipo ha sido pionero en el uso de células humanas para crear tejidos médicos. En el futuro, los médicos podrán fabricar injertos de hueso y tejido a partir del ADN del propio paciente con este tejido. Las fibras pueden incluso trenzarse o tejerse, maximizando su utilidad.

Mientras tanto, las bandas para el vientre hicieron su debut hace casi una década, y los avances en hilo conductor de electricidad, máquinas de tejer y tecnología de teléfonos inteligentes pueden hacer que sean comercialmente viables en un futuro cercano. Estas bandas de tela se usan como ropa interior y utilizan tecnología de identificación por radiofrecuencia pasiva para monitorear biomarcadores clave como las contracciones uterinas y la frecuencia cardíaca fetal. Para las personas que enfrentan un embarazo de alto riesgo, esto puede brindarles tranquilidad y alertarlas sobre los problemas antes de que se agraven.

Finalmente, los textiles impresos en 3D están mostrando una gran promesa en la medicina. Los textiles se pueden imprimir a partir de polímeros con memoria de forma (SMP) o aleaciones con memoria de forma para crear tratamientos flexibles y rentables para todo, desde úlceras en las piernas hasta huesos rotos. Debido a que estos materiales cambian de forma según las condiciones ambientales, son más fáciles de colocar que los yesos de fibra de vidrio tradicionales y también son mucho más livianos que sus contrapartes.

La importancia de la colaboración internacional en textiles médicos

La salud es uno de los mayores factores igualadores que compartimos los seres humanos. Independientemente del origen, la clase, el género u otros factores, todos en la Tierra necesitarán atención médica en algún momento. El acceso a esta atención sanitaria es uno de los factores clave que influye en la calidad de vida de una persona. En nuestro mundo cada vez más conectado, la colaboración internacional es fundamental para distribuir esta tecnología de manera equitativa.

La tecnología médica tiene mucho que aprender de la moda rápida en este sentido. En particular, puede tomar lecciones sobre la logística y las capacidades de abastecimiento de la moda rápida. El suministro del planeta de las fibras que componen los textiles médicos es limitado y la competencia entre las dos industrias puede ser feroz. Los desarrollos futuros en el mundo de los textiles deben tener en cuenta tanto la moda como la función.

Esto va más allá de la función básica de los textiles. Mientras que la «pirámide» logística de la industria de la moda rápida apunta hacia áreas de altos ingresos como Europa y América del Norte, los países de bajos ingresos realizan la mayor parte de la producción. Sin embargo, para los textiles médicos, la pirámide debe invertirse. Estos materiales deben usarse en todo el mundo y ser asequibles, especialmente donde necesitan usarse más.

Para complicar aún más las cosas, los textiles médicos tienen requisitos estrictos como la esterilidad y el control de calidad, donde la moda rápida se enfrenta a menos de estas barreras. Durante milenios, las personas han podido hacer su propia ropa. Sin embargo, no pueden crear y esterilizar sus propios vendajes quirúrgicos, y mucho menos materiales más complejos. La colaboración internacional es, por lo tanto, un componente clave de la salud y la seguridad públicas.

Muchas empresas han cambiado a una cadena de suministro horizontal exactamente por esta razón: la colaboración a través de fronteras internacionales y culturales significa que los científicos de materiales pueden innovar más a un costo menor y que tienen múltiples enfoques para resolver los problemas que puedan surgir.

Sin embargo, una cadena de suministro horizontal puede dificultar la navegación por la propiedad, la invención y la propiedad intelectual de los textiles médicos. Las leyes de patentes y marcas registradas funcionan de manera diferente en cada país, y cuando un solo fabricante textil toma el monopolio de producir un artículo médico especializado, las interacciones de estas leyes pueden conducir a una menor calidad en la atención al paciente ya que las innovaciones se retrasan. Mientras tanto, las agencias reguladoras de cada país tienen sus propios plazos para aprobar inventos para uso humano. Ampliar el proceso de desarrollo y la cadena de suministro permite a las empresas llevar sus productos a algunos mercados incluso si las agencias retrasan su aprobación en otras áreas.

Cómo los Textiles Médicos Continúan Mejorando la Salud Pública y la Higiene

Con mucho, el impacto más visible de los textiles médicos en la salud pública son los respiradores y las mascarillas. Las máscaras son una forma económica y efectiva de reducir drásticamente la transmisión comunitaria de enfermedades. Son una de las claves para prevenir la propagación comunitaria no solo de COVID-19, sino también de la influenza y otras enfermedades transmitidas por el aire. En particular, un estudio de 2022 realizado por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos mostró que un respirador que se ajustaba correctamente reducía la posibilidad de que los participantes dieran positivo en la prueba de COVID-19 en un 83 %. 2 Otro estudio del mismo año mostró resultados similares, con una reducción del riesgo del 65 al 75 por ciento en los usuarios de máscaras. 3

Sin embargo, las máscaras y los respiradores, los vendajes, las batas y la ropa de cama están lejos de ser la única forma en que las personas usan los textiles para prevenir enfermedades. A medida que las tasas de infección de enfermedades adquiridas en hospitales como C. difficile y Staphylococcus aureus resistente a la meticilina continúan aumentando, los profesionales médicos buscan formas libres de drogas para prevenir esta propagación, y los textiles son una de las soluciones de primera línea para el problema.

Cuanto más duraderos se vuelvan estos textiles antimicrobianos, menores serán las tasas de transmisión de estas enfermedades. No solo eso, sino que las tasas de infecciones posquirúrgicas y otras complicaciones se reducirán drásticamente. Finalmente, cuanto menos costosos y más accesibles sean estos textiles, menos químicos dañinos se necesitarán para desinfectar los hospitales. Los textiles antimicrobianos reutilizables tienen un impacto positivo similar. Este es un beneficio neto para el medio ambiente también. Sin embargo, el simple tratamiento de los textiles con productos químicos no tiene un impacto duradero, por lo que es tan importante desarrollar nuevos materiales que eviten el crecimiento microbiano en primer lugar.

El futuro de la medicina es fibroso

Imagine un futuro en el que las personas diabéticas puedan controlar su glucosa en sangre mirando un brazalete de tela o evitar las peligrosas úlceras en los pies usando calcetines inteligentes que rastrean la inflamación en sus pies. Imagine zapatos que puedan rastrear el ritmo cardíaco de una persona, o revestimientos de cascos deportivos que envían una alerta cuando la cabeza de un jugador ha sufrido una fuerza excesiva. Estas tecnologías no están del todo listas para la producción en masa, pero todas ellas están dentro del ámbito de la posibilidad.

Con el clima cambiante del planeta, también es importante que los productores textiles minimicen su impacto en el medio ambiente. Muchos textiles médicos solo se pueden usar una vez antes de que pierdan la esterilidad y se desechen. En este momento, la mayoría de estas aplicaciones no pueden usar materiales reciclados por razones similares: sin la capacidad de rastrear la limpieza de un material, puede ser difícil mantener los estándares médicos. A medida que más fibras artificiales biodegradables y respetuosas con el medio ambiente se abren paso en el mercado, los fabricantes de textiles médicos deben evaluar su utilidad en un entorno de un solo uso.

Así como los relojes inteligentes y los rastreadores de actividad física portátiles revolucionaron el mundo del ejercicio, las fibras inteligentes y la nanotecnología traerán cambios importantes a los textiles. El futuro nunca ha sido grabado en piedra: la humanidad puede influir en él. Lo que queda por ver es lo que la humanidad elige hacer con las herramientas disponibles. Las empresas deben ser conscientes del poder de estas nuevas fibras y utilizarlas para el mayor beneficio público.

Referencias:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3601883/
https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/71/wr/mm7106e1.htm
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2119266119

Fuente: https://acortar.link/W4h3l6