Adhesivo estimulador muscular genera esperanza para pacientes con ELA y EM

Hoy en día, la atrofia muscular suele ser inevitable cuando no se puede mover debido a una lesión grave, la vejez o enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la esclerosis múltiple (EM). Sin embargo, los investigadores de Harvard ven esperanza en la robótica blanda que algún día podría estirar y contraer los músculos de los pacientes que no pueden hacerlo por sí mismos.

Los ingenieros de Harvard en ratones, previniendo o ayudando con éxito en su recuperación de la atrofia muscular. El equipo implantó el "dispositivo robótico blando" en la pata trasera de un ratón, que inmovilizaron en un recinto similar a un yeso durante unas dos semanas. Mientras que los músculos no tratados del grupo de control se desgastaron como se esperaba, los músculos estimulados activamente mostraron una degradación reducida. Los investigadores creen que su sistema eventualmente puede conducir a implantes que ayuden a los humanos con atrofia.

Su promesa se deriva de su capacidad para inducir una pequeña tensión muscular mecánica que refleja la estimulación natural durante el ejercicio. Además, aunque mantuvo a raya la atrofia, el dispositivo no provocó ninguna inflamación o daño grave del tejido.

"Existe una buena posibilidad de que distintos enfoques robóticos blandos con sus efectos únicos en el tejido muscular puedan abrir caminos mecanoterapéuticos específicos para enfermedades o lesiones", dijo David Mooney, Ph.D., autor principal y miembro de la facultad de ingeniería del Instituto Wyss de Harvard.

Apodado MAGENTA (abreviatura de "adhesivo tisular de gel-elastómero-nitinol mecánicamente activo"), el sistema antiatrofia incluye un resorte diseñado hecho de una aleación con memoria de forma (SMA) que puede actuar rápidamente cuando se calienta. Los investigadores controlan el resorte con una unidad de microprocesador con cable que determina la frecuencia y duración de las contracciones y estiramientos musculares.

El sistema también incluye una matriz de elastómero que forma el cuerpo del dispositivo y proporciona aislamiento para el SMA calentado. Además, una capa de "adhesivo resistente" mantiene a MAGENTA alineado con el eje de movimiento natural de los músculos mientras transmite la estimulación profundamente al tejido muscular.

"Mientras que los músculos no tratados y los músculos tratados con el dispositivo pero no estimulados se desgastaron significativamente durante este período, los músculos estimulados activamente mostraron una reducción del desgaste muscular", dijo el primer autor y miembro de desarrollo de tecnología de Wyss, Sungmin Nam, Ph.D. "Nuestro enfoque también podría promover la recuperación de la masa muscular que ya se había perdido durante un período de inmovilización de tres semanas e inducir la activación de las principales vías bioquímicas de mecanotransducción conocidas por provocar la síntesis de proteínas y el crecimiento muscular".

El equipo también experimentó con una versión inalámbrica, utilizando luz láser en lugar de cableado eléctrico para accionar el resorte SMA. Aunque este enfoque mostró una efectividad reducida debido a que el tejido adiposo absorbe parte de la luz láser, los investigadores creen que este enfoque aún tiene potencial y justifica una mayor investigación.