Investigadores a punto de descubrir técnica para inyectar fármacos sin agujas

Con el objetivo de develar nuevas formas de inyectar vacunas y administrar medicamentos sin la necesidad de utilizar una jeringa, investigadores realizaron experimentos donde lanzan chorros de agua líquida que impactan en gotas colgantes con diferentes propiedades.

De acuerdo al trabajo “Impact of a microfluidic jet on a pendant droplet”, publicado en la revista Soft Matter, los autores comprobaron que después del impacto se crea una cavidad en expansión y por encima de una velocidad de impacto crítica, el chorro atraviesa toda la gota. 

Durante sus experimentos lograron predecir la velocidad de desplazamiento crítica a partir de un balance de energía simple y comparando las presiones de Young-Laplace y dinámicas en la cavidad que se crea durante el impacto. 

Asimismo, contrastaron las predicciones del modelo con los experimentos, en los que variaron las propiedades líquidas de la gota colgante y encontraron un buen acuerdo. 

Además, evaluaron cómo los tensioactivos y los efectos viscoelásticos influyen en la velocidad de impacto crítica. 

Según los autores sus resultados aumentan el conocimiento de la interacción del chorro con materiales de conocidas propiedades físicas.

Basándose en sus resultados consideran que podrían ser útiles para las inyecciones sin aguja en tejidos blandos como la piel o los ojos, donde el control de la velocidad del chorro sería esencial para evitar daños tisulares no deseados y garantizar una administración exitosa del fármaco.

La idea en sí es bastante antigua, al menos desde el siglo XIX en Francia hay una referencia. A partir de 1950 se han visto ejemplos con variada tasa de éxitos.

En las dos últimas décadas se ha dado un incremento en el número de artículos y unos pocos productos en el mercado. La novedad es que se enfoca en inyectar cantidades de líquido muy pequeñas (pL y nL) en las capas más superficiales de la piel. Anteriormente se buscaba inyectar aproximadamente 1mL y de manera intramuscular.

Expertos señalan que hay varios métodos de inyecciones sin aguja, explica. “El nuestro se basa en calentar el líquido a ser inyectado con láseres de onda continua como fuente de energía. El calentamiento resulta en la formación de una burbuja de vapor que crece rápidamente. Debido al confinamiento brindado para contener el líquido dentro de un canal de dimensiones microscópicas y la explosividad del fenómeno, el líquido frente a la burbuja es expulsado a velocidades del orden de los 360 km/h. La alta velocidad y las pequeñas dimensiones de las gotas de líquido (o jet) aproximadamente 50 µm, permiten atravesar la piel causando daños imperceptibles, afirma el cubano Davis Fernández Rivas.

“Muchas veces la gente se pregunta si no se daña la medicina debido al calentamiento y, hasta ahora, los estudios que hemos realizado nosotros y otros grupos de trabajo indican que no hay cambio que se pueda detectar, pero tenemos que seguir haciendo investigaciones para corroborarlo. Otros investigadores han resuelto el problema construyendo una membrana que separa el líquido que estás calentando del líquido que vas a inyectar, así no hay ningún riesgo de dañar por el calor lo que se inocule.” aclaró en científico.

En momentos en que la COVID-19 atemoriza al mundo y los prototipos de vacunas son ya una realidad, una campaña de vacunación masiva a nivel mundial está en camino. Según el ingeniero su proyecto podría ayudar mucho: al eliminar la aguja, se acorta el tiempo de preparación de la inyección, se ahorra en materiales y esterilización. “No menos importante, mucha gente les teme a las agujas; una de cada cinco personas aproximadamente”, afirma.

Tras dejar el tema de la pandemia a un lado y de cómo ha afectado en mayor o menor medida a diferentes países, conversamos durante un rato sobre sus motivaciones y porque decidió centrarse en proyectos biomédicos.

“Fue una decisión muy personal. — expresa — . Siempre he querido contribuir a resolver problemas que tengan el mayor impacto positivo posible. En mis otros proyectos ya he contribuido a la mejora de eficiencia energética de reactores químicos y la enseñanza de nuevos métodos de innovación. Solo me faltaba resolver problemas que afectan a millones de personas. Según estimados de la Organización Mundial de la Salud (OMS), se usan 44 millones de agujas cada día. Si podemos aliviar de alguna manera el sufrimiento a las personas que necesitan ser inyectadas, y a la vez reducir la contaminación ambiental, `matamos dos pájaros con una sola piedra´.

“Además de ese, tengo otros proyectos. En el que más recientemente hemos recibido algo de financiamiento tiene que ver con mejorar el tratamiento de las heridas del pie diabético.

“Es conocido que las personas con diabetes sufren mucho una vez que tienen problema con la coagulación y el proceso de curado de las heridas, hasta el punto que a veces hay que amputar un miembro. También tenemos otro proyecto que tiene que ver con extraer propiedades visco elástica de fluidos, como el caso del esputo o la especie de flema que sale cuando las personas tienen enfermedad de obstrucción pulmonar crónica. Esto pudiera ayudar a predecir un exacerbamiento o mejoramiento de la enfermedad de estos pacientes.

“Ambos serían los más interesantes en el caso de Cuba, ya que sabemos que la población de la Isla sigue los patrones de envejecimiento poblacional de países desarrollados.” sostuvo por último Davis Fernández.

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