Inyectar sin agujas: la solución de un cubano y su equipo en los Países Bajos
Por Ernesto Lahens Soto
En más de una serie o película de ciencia ficción hemos visto cómo los medicamentos eran inyectados sin la necesidad de una aguja. Llegan a la mente imágenes de Star Trek y Futurama. Aunque pudiéramos imaginar que esto queda reservado para un futuro distante, la verdad es que existen investigaciones avanzadas en esta materia. Una de ellas es la que desarrolla el cubano Davis Fernández Rivas, como parte de un equipo de investigación de la Universidad de Twente en Países Bajos
El equipo de Juventud Técnica se interesó en contar esta historia tras recibir la noticia de que un cubano estaba entre los tres finalistas del Premio de Ingeniería Prince Friso, uno de los más importantes lauros de esta rama que se otorga en la Unión Europea. La nominación no solo representa un reconocimiento a la trayectoria profesional del investigador, sino también para la enseñanza científica en Cuba.
Al hablar sobre cómo recibió la noticia bromea: “Primero me llamaron por teléfono y luego por email. Para el proyecto significa una especie de impulso o un aumento de la visibilidad, el cual en principio no es tan importante, pues cuando uno habla de inyecciones sin agujas ya en sí mismo atrae la atención. Pero en lo personal ayuda mucho a incrementar la credibilidad o el impacto, y es un reconocimiento a la trayectoria de trabajo que llevas.
“Hay un orgullo doble: por un lado, el ser ingeniero y haber trabajado en tantos temas diferentes, pues estas rindiendo cierto fruto y si la sociedad y un comité define que estoy entre los finalistas de esta competencia pues ya es importante; por otro, está el valor como inmigrante y haber sido formado en Cuba, poder poner el nombre del país y la educación cubana en alto siempre es algo valioso. Es como un reconocimiento a mis profesores, amigos y colegas que me han ayudado todo este tiempo.”
Fernández Rivas, ha sido capaz de demostrar la calidad de los profesionales educados en Cuba. Estudió la carrera de Ingeniería en Instalaciones Nucleares y Energéticas entre los años 2000 y 2004 en el InSTEC (Intsituto Superior de Ciencias y Tecnologias Avanzadas), antiguo ISCTN (Instituto Superior de Ciencias y Tecnologías Nucleares). Durante su maestría, realizada en el InSTEC, hizo una visita al ICTP (Centro Internacional de Física Teórica) en Triestre, Italia; esta sería a clave que le abriría las puertas de la Universidad de Twente.
Durante una conferencia en Argelia en el año 2006, un profesor que había conocido el año anterior en Triestre, le ofreció la posibilidad de elegir entre dos proyectos; entonces se decantó por los trabajos biomédicos, dentro de los cuales el desarrollo de inyecciones sin agujas es el que mayor atractivo genera. Al preguntarle sobre esta investigación responde:
“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 campañas de vacunación, etc. Pero se detectaron algunos riesgos debido a contaminación entre inyecciones a diferentes personas.
“En las dos últimas décadas se ha dado un incremento en el número de artículos y unos pocos productos en el mercado. La novedad de mi visión 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.”
El proyecto está conformado por varios estudiantes de postgrado y un desarrollador de negocios, lo cual permite una mayor interdisciplinariedad. Esto es vital para la eficiencia científica, así como para el reconocimiento social y la consiguiente obtención de presupuesto.
“Estamos todavía una fase temprana, pero hemos acumulado resultados muy interesantes e importantes. Unas seis publicaciones en revistas de alto calibre y una patente publicada. Hemos recibido financiamiento de la Unión Europea, y recientemente del gobierno Neerlandés”, agrega. Durante este tiempo han estado trabajando con tejido exvivo de piel porcina, y planean empezar a trabajar con piel humana próximamente.
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.
“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.”
La velocidad a la que se calienta el líquido depende mucho de las propiedades ópticas de este, la absorción en dependencia de la longitud de onda que se está aplicando en el láser y la energía que se le ponga. Teniendo en cuenta la potencia, resulta en distintos tipos de burbujas. Las relaciones específicas aún no han sido estudiadas, pero en el pasado muchos grupos utilizaron láseres pulsados muy potentes (pulsed Laser), que en unos siete nanosegundos entregan una cantidad enorme de energía. “Nosotros estamos usando láseres menos potentes de onda continua, y todavía estamos investigando el tiempo exacto, pero todo ocurre en menos de un milisegundo”, expone.
Durante la entrevista David Fernández comenta que el riesgo de contaminación con material biológico siempre está presente. Enfermedades como el VIH/SIDA y la hepatitis suelen ser las que más comúnmente se contagian, dándose caso de brotes de estas infecciones provocados por campañas de vacunación.
“Ese dato es conocido en la comunidad de la inyección sin aguja y es uno de los grandes errores que se cometieron, en mi opinión. Aun cuando no hay aguja, al estar en proximidad el objeto que utilizas para inyectar a diferentes pacientes, parece que a nadie se le ocurrió que existiría el riesgo de transferencia de material biológico entre una inyección y la otra. Por ese aprendizaje, hoy en día se diseñan los inyectores de manera que entre un paciente y otro se intercambia la punta por la que debe salir el líquido y de esa manera se evita que haya contaminación”
“La punta puede ser desechable o se puede procesar, en el sentido de que la usas, la guardas y la esterilizas; pero nunca emplearías una misma punta para dos pacientes diferentes. Si fuera desechable estarías incumpliendo un poco la promesa de generar menos contaminación ambiental, aunque siempre va a ser menor que la contaminación generada por las agujas, pues en ese caso una vez que la utilizas, tienes un pedazo de metal, un pedazo de plástico y todo el papel que recubre. Entonces, si la punta del inyector la haces de un solo material es mucho más fácil reciclarlo”.
Durante este primer momento se han empleado las inyecciones sin agujas para los tatuajes médicos. Fernández Rivas explica las razones: “En efecto, he elegido comenzar con los tatuajes médicos pues la tinta usada no se ve afectada por el calor del láser, como sí puede pasar con los medicamentos; esto es oportuno para probar la tecnología y aprender. El aprendizaje puede llevar a utilizar la misma tecnología en tatuajes de recreo, algo muy popular últimamente.
“Adicionalmente, hay muchos tratamientos que funcionan mejor si se inyectan intradermal. La lista es larga, pero que sirva de ejemplo que hay vacunas que son más efectivas en esas capas superficiales y no intramuscular”.
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.”
El equipo de Juventud Técnica indagó sobre si ha empleado algún medicamento cubano, como los del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), para esta investigación.
“Bueno no he llegado tan lejos, todavía estamos demostrando que con técnicas de ultrasonido se puede mejorar. El siguiente paso sería inyectar algún medicamento sin aguja, que pudiera ser ese”.
Hasta ahora ningún otro compatriota colabora con él en sus proyectos. “Me gustaría acercarme más a mis colegas en la Isla, tras mi última visita no logré concretar nada, pero sigo abierto a esa posibilidad”.
ATENCIÓN
El cubano David Fernández Rivas está nominado al importante premio Prince Friso de Ingeniería en la Unión Europea. Ayuda a que sea el ganador votando a continuación.
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