Un equipo de ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke en colaboración con Nokia Bell Labs desarrolló un sistema que combina tomografía de coherencia óptica (OCT) con inteligencia artificial para cuantificar objetivamente el proceso de cicatrización de heridas. La tecnología, adaptada de aplicaciones oftalmológicas, permite visualizar de manera no invasiva las estructuras internas del tejido y la circulación sanguínea durante el proceso de regeneración.
El desarrollo fue publicado el 20 de marzo en la revista Cell Biomaterials y representa un avance significativo en el monitoreo de heridas, ya que automatiza el análisis de la evolución tisular con mayor precisión que los métodos tradicionales. La validación del sistema se realizó en modelos animales con ratones durante un período de dos semanas, donde se compararon formulaciones de hidrogel con distinta rigidez mecánica.
Adaptación de tecnología oftalmológica para heridas cutáneas
La tomografía de coherencia óptica es una técnica ampliamente utilizada en oftalmología para obtener imágenes tridimensionales de la retina. Los investigadores de Duke adaptaron específicamente esta tecnología para analizar heridas cutáneas, diseñando un sistema personalizado que permite la visualización no invasiva de las estructuras internas del tejido y la circulación sanguínea.
El equipo entrenó modelos de inteligencia artificial con conocimiento sobre regeneración tisular para automatizar el análisis de la evolución de las heridas. Esta combinación permite un seguimiento simultáneo del flujo sanguíneo y los cambios estructurales del tejido, elementos cruciales para comprender cómo evoluciona el proceso de cicatrización a lo largo del tiempo.
Validación en modelos animales con hidrogeles terapéuticos
La validación del sistema se llevó a cabo mediante estudios en modelos animales con ratones, donde se compararon formulaciones de hidrogel con distinta rigidez mecánica. Los resultados mostraron que los hidrogeles más rígidos favorecen la formación más rápida de tejido de granulación en las fases iniciales del proceso de cicatrización.
El laboratorio de Sharon Gerecht, directora del departamento de Ingeniería Biomédica en Duke, lleva más de una década trabajando en el desarrollo de hidrogeles terapéuticos. La investigadora postdoctoral Jiyeon Song también participó en este desarrollo. El monitoreo durante dos semanas permitió documentar con detalle cómo diferentes formulaciones de materiales impactan en la velocidad y calidad de la regeneración tisular.
Aplicación futura en heridas crónicas diabéticas
El objetivo futuro del equipo de investigación es aplicar esta tecnología en el seguimiento de heridas crónicas en pacientes con diabetes. Este tipo de heridas representan un desafío clínico significativo, ya que su proceso de cicatrización es más lento y complejo, requiriendo monitoreo constante para prevenir complicaciones.
La capacidad del sistema para proporcionar datos objetivos y cuantificables sobre la evolución del tejido podría facilitar la toma de decisiones clínicas en el tratamiento de estas heridas. Sin embargo, esta aplicación aún requiere desarrollo adicional antes de poder trasladarse al ámbito clínico humano.
Colaboración institucional Duke-Nokia Bell Labs
El desarrollo de este sistema representa el resultado de una colaboración entre instituciones académicas y empresas tecnológicas. La participación de Nokia Bell Labs aportó experiencia en procesamiento de señales y desarrollo de algoritmos de inteligencia artificial, complementando el conocimiento biomédico de la Universidad de Duke.
Esta sinergia permitió crear un sistema que no solo captura imágenes de alta resolución del tejido en proceso de cicatrización, sino que también procesa automáticamente estos datos para extraer información cuantitativa sobre la evolución de la herida a lo largo del tiempo.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la tomografía de coherencia óptica (OCT)?
Es una técnica de imagen ampliamente utilizada en oftalmología para obtener imágenes tridimensionales de la retina, que ahora ha sido adaptada para analizar heridas cutáneas de forma no invasiva.
¿En qué fase de desarrollo se encuentra este sistema?
El sistema fue validado en modelos animales con ratones durante un período de dos semanas. Aún requiere desarrollo adicional antes de poder aplicarse en pacientes humanos.
¿Qué ventaja ofrecen los hidrogeles más rígidos en cicatrización?
Los estudios mostraron que los hidrogeles más rígidos favorecen la formación más rápida de tejido de granulación en las fases iniciales del proceso de cicatrización.
La investigación publicada en Cell Biomaterials representa un paso en el desarrollo de tecnologías de monitoreo objetivo para procesos biológicos complejos. La combinación de técnicas de imagen médica consolidadas con algoritmos de inteligencia artificial abre posibilidades para el seguimiento más preciso de la regeneración tisular, aunque su traslado a la práctica clínica requerirá estudios adicionales en humanos.
