Dispositivo microfluídico alimentado por la tortuosidad evalúa la trombosis

Los dispositivos de seguimiento actuales no miden los efectos de las fuerzas hemodinámicas que contribuyen significativamente a la coagulación, la función plaquetaria y la formación de fibrina. Esto limita la medida en que los ensayos actuales pueden predecir el estado de coagulación en los pacientes.

Bioingenieros de la Facultad de Ingeniería de Texas A&M (College Station, TX, EUA) desarrollaron un dispositivo biomimético microfluídico que consiste en vasos arteriolares estenosados y tortuosos para analizar la coagulación de la sangre bajo el flujo, con un pequeño volumen de sangre. Se recogió sangre de donantes adultos sanos con consentimiento informado en tubos de citrato de sodio al 3,2%. Los recuentos de plaquetas se midieron utilizando una máquina de procesamiento de hemogramas (CBC) (Hemavet, Drew Scientific Inc, Miami Lakes, FL, EUA). Las plaquetas se separaron primero de la sangre mediante métodos de centrifugación estándar, y se agregaron nuevamente a la sangre para lograr la concentración requerida (recuento/mL).

El equipo informó que el microdispositivo imita los vasos sanguíneos tortuosos y creó un microambiente enfermo en el que la sangre puede coagularse rápidamente bajo flujo. Mostraron que este dispositivo biomimético de coagulación sanguínea se podía usar para diseñar y monitorizar medicamentos que se administran a pacientes que sufren trastornos de coagulación. El equipo coordinó con los médicos para probar el dispositivo con pacientes pediátricos en cuidados críticos cuyo corazón y pulmones no funcionaban correctamente. Estos pacientes necesitaban una máquina de oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO), que proporciona soporte cardíaco y respiratorio a cambio de oxígeno y dióxido de carbono.

Una complicación común en la ECMO es la coagulación de la sangre, por lo que a los pacientes se les administran anticoagulantes para prevenir la coagulación. Sin embargo, también se sabe que las máquinas ECMO eliminan las proteínas de coagulación y las plaquetas, lo que pone a los pacientes anticoagulados en mayor riesgo de hemorragia. Los pacientes pediátricos anticoagulados en ECMO son especialmente propensos a sangrar. Las pruebas químicas actuales de coagulación sanguínea son costosas, requieren mucho tiempo, pueden ser poco confiables y requieren un técnico calificado. El sistema microfluídico basado en tortuosidad del equipo no requiere productos químicos caros, es rápido, con resultados en 10-15 minutos, utiliza un volumen de muestra de sangre bajo y es fácil de operar.

Abhishek Jain, PhD, profesor asistente y autor principal del estudio, dijo: “Pudimos ver varias aplicaciones para el dispositivo, incluidas las unidades de cuidados críticos y las unidades militares de atención de traumas. Se puede usar en la detección de trastornos de coagulación y en medicina de precisión donde se desea monitorizar las terapias protrombóticas o antitrombóticas y optimizar el enfoque terapéutico”. El estudio fue publicado originalmente el 1 de abril de 2020 en la revista Scientific Reports.

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Facultad de Ingeniería de Texas A&M
Drew Scientific Inc