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textiles médicos

Trabajadores sanitarios con equipos de protección individual (EPI) Los textiles médicos son numerosos materiales a base de fibras destinados a fines médicos . El sector de los t...

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Trabajadores sanitarios con equipos de protección individual (EPI)

Los textiles médicos son numerosos materiales a base de fibras destinados a fines médicos . El sector de los textiles médicos se centra en productos a base de fibras utilizados en aplicaciones sanitarias como la prevención , el cuidado y la higiene . [ 1 ]

El espectro de aplicaciones de los textiles médicos abarca desde simples vendajes de algodón hasta la ingeniería avanzada de tejidos . [ 2 ] Algunos ejemplos comunes de productos fabricados con textiles médicos incluyen apósitos , implantes , suturas quirúrgicas , ciertos dispositivos médicos, textiles para el cuidado de la salud, pañales , compresas menstruales , toallitas y tejidos de barrera. [ 3 ]

Los textiles médicos incluyen muchos tipos de fibras , hilos , telas , materiales no tejidos , tejidos , trenzados y tejidos de punto . [ 4 ] Las alteraciones físicas y químicas de las arquitecturas de las fibras, el uso de acabados funcionales y la producción de materiales sensibles a estímulos son enfoques importantes para el desarrollo de textiles médicos innovadores. [ 3 ]

Los avances en la fabricación textil y las tecnologías médicas han convertido a la atención médica en una industria importante dentro del sector textil. [ 3 ] Los textiles se utilizan en la producción de diversos dispositivos médicos, incluidos los reemplazos de órganos dañados, lesionados o que no funcionan. [ 5 ] La fabricación de textiles médicos es un sector en crecimiento. Existen muchas razones para su crecimiento, como las nuevas tecnologías tanto en textiles como en medicina; el envejecimiento de la población; el crecimiento demográfico; los cambios en los estilos de vida; y una mayor esperanza de vida. [ 6 ] : 136 Además, la pandemia de COVID-19 generó una mayor demanda de ciertas aplicaciones de textiles médicos [como EPI , batas médicas y mascarillas faciales ], y hubo escasez en todo el mundo. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Incluso China , el mayor fabricante mundial de dichas aplicaciones, ha tenido dificultades para satisfacer la demanda. [ 10 ]

Historia

Aquiles vendando a Patroclo . Tondo de un kylix ático de figuras rojas , ca. 500 a.C., de Vulci .
Grabado en cobre del Doctor Schnabel (es decir, Dr. Pico), un médico de la peste en la Roma del siglo XVII, circa 1656.

Las fibras naturales se han utilizado en aplicaciones médicas desde la antigüedad. [ 11 ] : 1, 2 El uso de férulas , vendajes y gasas es muy antiguo. [ 12 ] Un antiguo texto sánscrito sobre medicina y cirugía, el Sushruta Samhita , clasifica Kausheya dentro de los "artículos de vendaje". [ 13 ] El concepto de equipo de protección personal (EPP) para profesionales médicos se remonta al siglo XVII . Los trajes de los médicos de la peste estaban destinados a protegerlos de la enfermedad durante los brotes de peste bubónica en Europa. Según las descripciones, los trajes generalmente estaban compuestos de tela gruesa o cuero y estaban encerados. [ 14 ] [ 15 ]

Significado

El gobernador de California, Gavin Newsom, habla sobre la escasez y las compras de equipos de protección personal (EPP) en mayo de 2020.

Los textiles médicos desempeñan un papel fundamental en la preservación de la vida humana. Por ejemplo, las aplicaciones de textiles médicos (equipos de protección individual, mascarillas N95) tuvieron una gran demanda y una oferta escasa durante la pandemia de COVID-19 , lo que provocó una grave escasez. [ 7 ] [ 16 ] [ 8 ] Ante esta escasez, en febrero de 2020, la Organización Mundial de la Salud restringió el uso de artículos médicos esenciales como equipos de protección individual y mascarillas, etc., únicamente al personal sanitario de primera línea (los equipos de protección individual incluyen batas, delantales, mascarillas, guantes, mascarillas médicas, gafas, protectores faciales y respiradores, es decir, N95 o FFP2). [ 17 ] Los equipos de protección individual protegen a los profesionales sanitarios de enfermedades e infecciones [por virus o bacterias]. El tejido de los equipos de protección individual actúa como una barrera con la capacidad de impedir que los contaminantes entren en el cuerpo a través de secreciones respiratorias, sangre y fluidos corporales . [ 18 ]

Las mascarillas pueden proteger a las personas sanas de las enfermedades al limitar la propagación de gotitas respiratorias y aerosoles . [ 19 ]

Tipos

Categorías de fibras, tejidos y materiales

En los productos textiles médicos se utilizan cuatro grupos diferentes de fibras, tejidos y materiales.

Se utilizan diferentes tipos de fibras y sistemas de fabricación para la producción de los diversos productos textiles médicos. [ 6 ]

Categoría de dispositivos extracorpóreos

Los dispositivos extracorpóreos son órganos artificiales que permanecen fuera del cuerpo durante el tratamiento de un paciente. Son útiles en hemodiálisis y cirugía cardíaca . [ 20 ] [ 21 ]

Categoría de materiales implantables

Los implantes son dispositivos médicos que se utilizan para reemplazar una estructura biológica faltante, para mantener una estructura biológica dañada o para mejorar una estructura biológica existente. A diferencia de un trasplante, que es tejido biomédico que se ha trasplantado, los implantes médicos son dispositivos artificiales como ligamentos artificiales e injertos vasculares, etc. [ 6 ] : 148 [ 24 ]

Categoría de materiales no implantables

Los materiales no implantables se utilizan externamente y pueden o no estar en contacto con la piel. Por ejemplo, vendajes, escayolas, cinturones ortopédicos, prendas de compresión, etc. [ 25 ] [ 6 ] : 147, 148

Categoría de productos de higiene y cuidado de la salud

El término "productos de higiene y cuidado de la salud" se refiere a una variedad de materiales utilizados para mantener la higiene, la seguridad y el cuidado de los profesionales médicos y los pacientes. [ 6 ] : 157 Los campos quirúrgicos, batas, uniformes, ropa, gorros, toallitas, mascarillas y sábanas de hospital están incluidos en esta categoría [ 28 ]

textiles humanos

Los textiles humanos se refieren a textiles que utilizan materiales humanos, incluyendo hilos bioingenierizados elaborados a partir de células humanas, para la regeneración de tejidos. Los textiles fabricados con "hilo" a base de tejido humano pueden tejerse, tricotarse o trenzarse de forma compleja y tienen el potencial de contribuir a diversas aplicaciones, desde suturas biocompatibles simples hasta tejidos complejos para reparaciones quirúrgicas, ayudando así al proceso de curación de lesiones. Los textiles humanos ofrecen una posible solución para mitigar los inconvenientes asociados con agentes extraños que pueden inducir efectos secundarios adversos. [ 29 ]

Matriz extracelular ensamblada por células (CAM)

La matriz extracelular ensamblada a partir de células (CAM) es biológicamente sólida y resistente, lo que permite su producción a gran escala, adecuada para aplicaciones clínicas utilizando fibroblastos humanos adultos normales . [ 29 ]

Reacción a cuerpo extraño

En el ámbito médico, la mayoría de los biomateriales sintéticos permanentes son considerados extraños por el sistema inmunitario innato. Esto puede provocar una reacción a cuerpo extraño al ser implantados. [ 29 ] [ 30 ]

Propiedades

Los productos fabricados con textiles médicos son productos textiles especialmente diseñados para aplicaciones médicas. Estos productos se utilizan con fines de prevención, cuidado e higiene. Al seleccionar los materiales, se considera una combinación de propiedades que depende en gran medida del uso específico . Los materiales utilizados en los productos textiles médicos deben poseer las siguientes propiedades: resistencia, suavidad , biocompatibilidad , elasticidad , flexibilidad, no toxicidad , no carcinogenicidad , hipoalergenicidad y permeabilidad al aire y al agua . [ 6 ] : 136, 137

Los biotextiles son estructuras hechas de fibras textiles que se emplean tanto en aplicaciones implantables como no implantables. Su rendimiento se evalúa según su biofuncionalidad, biocompatibilidad y bioestabilidad. Por ejemplo, la bioestabilidad en presencia de fluidos corporales y células . [ 31 ]

Materiales y tecnologías

Fibras

Descripción general

Los dispositivos médicos suelen estar fabricados total o parcialmente con fibras. Un dispositivo médico se define como cualquier aparato destinado a fines médicos. Puede ser una máquina, un reactivo de laboratorio, un software, un aparato, un instrumento o un implante. [ 32 ] Para uso médico, la selección de fibras se basa en ciertos criterios de uso previsto. Principalmente, las fibras se eligen en función de su biodegradabilidad o no biodegradabilidad. Además de la biodegradabilidad, también se consideran la resistencia, la elasticidad y la capacidad de absorción.

fibras naturales

Las fibras naturales como el algodón, la seda y la viscosa (una fibra celulósica regenerada) se utilizan en productos de higiene y salud, así como en materiales no implantables. El poliéster, el nailon, el polipropileno, el vidrio y el carbono son ejemplos de fibras sintéticas utilizadas en textiles médicos. [ 6 ] : 136 Las fibras que nuestro sistema biológico absorbe en un plazo de tres meses se consideran biodegradables, y las que tardan más de seis meses en absorberse se denominan no biodegradables. Estas fibras se clasifican de la siguiente manera: [ 6 ] : 136, 137

Fibras de PLA y PGA

Suturas fabricadas con ácido poliglicólico. Estas suturas son absorbibles y el cuerpo las degrada con el tiempo.

El ácido poliláctico , también llamado PLA, es un polímero biodegradable, bioabsorbible o biosorbible que se utiliza en la producción de muchos tipos de implantes, como los stents que se disuelven naturalmente . [ 6 ] : 140 El poliglicólido o ácido poliglicólico, también llamado PGA, es un polímero biodegradable y termoplástico. [ 33 ] La sutura de PGA se clasifica como un multifilamento trenzado sintético absorbible. [ 34 ]

Otros polímeros

Novedades recientes

El término «textil médico» se refiere a diversos productos fabricados con materiales textiles (fibra, hilo o tejido) que se utilizan en el ámbito médico. Aunque en los textiles médicos se utilizan tanto fibras naturales como sintéticas , propiedades como el módulo de elasticidad, la resistencia a la tracción y la dureza son factores mayormente fijos en las fibras naturales, y han demostrado ser más manejables en las fibras sintéticas. [ 11 ] : 2 Los recientes avances en fibras tienen un impacto significativo en cuatro áreas principales de los textiles médicos: productos de higiene, implantes, textiles médicos no implantables y textiles médicos extracorpóreos. [ 11 ]

Los textiles médicos sirven como puente entre las ciencias biológicas y la ingeniería. [ 35 ] : xxxiii El avance de la ciencia de los materiales y la investigación relacionada ha dado como resultado la introducción de nuevos materiales de fibra y procesos de fabricación para el sector médico. Como resultado de nuevas tecnologías como la impresión 3D , la electrohilatura y la tecnología de soplado en fusión en textiles, los profesionales médicos ahora tienen acceso a una amplia variedad de materiales textiles con diseños y calidades variables. [ 3 ]

La extrusión por soplado en fusión es una tecnología consolidada para la fabricación de micro y nanofibras, en la que un polímero fundido se extruye a través de pequeñas boquillas rodeadas por un gas de soplado a alta velocidad. Las microfibras obtenidas por soplado en fusión suelen tener un diámetro de fibra de 2 a 4 μm, pero pueden ser tan pequeñas como 0,3 a 0,6 μm o tan grandes como 15 a 20 μm. Esta tecnología se utiliza en la producción de productos filtrantes como las mascarillas N95 y productos de higiene femenina. [ 36 ] [ 37 ]

Los textiles médicos utilizan tejidos tubulares con materiales cuidadosamente seleccionados que son biocompatibles, hipoalergénicos y no tóxicos. Por ejemplo, Dyneema, PTFE, poliéster y teflón se utilizan para implantes. El tipo de material varía según la zona de implantación; por ejemplo, el politetrafluoroetileno se prefiere para implantes de stent debido a sus propiedades antiadherentes , mientras que la poliolefina se utiliza para implantes de malla. [ 38 ] [ 39 ]

Vectran , una fibra fabricada a partir de un polímero de cristal líquido , se utiliza en la producción de dispositivos médicos, por ejemplo, implantes y ciertos dispositivos quirúrgicos. [ 40 ]

Los textiles inteligentes pueden utilizarse para el manejo de enfermedades y la monitorización remota . [ 41 ] : 373 Los textiles inteligentes pueden monitorizar la frecuencia cardíaca y la presión arterial , componentes críticos del diagnóstico médico , y su control reduce considerablemente la incidencia de trastornos graves de salud. Los patrones de movimiento y los electroencefalogramas se utilizan para diagnosticar enfermedades neurológicas y orientar las decisiones de tratamiento. [ 41 ] : 375

Los materiales de cambio de fase son útiles en textiles médicos porque pueden utilizarse para recalentar a pacientes hipotermia de forma suave y precisa. Además, el PCM puede incorporarse terapéuticamente a vendajes elásticos o soportes articulares ortopédicos. Esto facilita la aplicación de terapia de calor o frío a articulaciones o músculos mientras se lleva un vendaje. [ 41 ] : 54, 55

Los materiales con polímeros con memoria de forma que poseen la capacidad de gestionar la humedad de forma adaptativa a la temperatura pueden mejorar el confort termofisiológico de los pacientes. [ 42 ]

Los tejidos no tejidos con dos o más capas de fibras se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones, incluyendo andamios para ingeniería de tejidos, toallitas, apósitos para heridas y materiales de barrera. [ 43 ]

La tecnología de hilado microfluídico se utiliza para fabricar muchos tipos de fibras. Debido a su facilidad de manipulación, alta eficiencia, controlabilidad y proceso químico respetuoso con el medio ambiente, los sistemas microfluídicos se han identificado como una plataforma de microrreactor apropiada para la producción de fibras anisotrópicas. [ 44 ] [ 45 ]

Aplicaciones

Los textiles médicos abarcan un amplio campo de aplicación que incluye el cuidado de heridas , el manejo de enfermedades, la ropa preventiva , los vendajes, la higiene ( ropa de cama hospitalaria ), etc. Son útiles en primeros auxilios , para tratar heridas o mantenerlas en buen estado durante el tratamiento médico; además, ayudan a proteger al personal sanitario de infecciones y enfermedades infecciosas . [ 3 ]

Cuidado de heridas

El tejido de punto, el tejido plano, el trenzado, el ganchillo, los materiales compuestos y las tecnologías de no tejidos son diferentes sistemas de fabricación de telas utilizados en el cuidado de heridas contemporáneo. [ 46 ] Los temas de investigación en textiles médicos incluyen materiales y productos con atributos significativamente superiores producidos utilizando tecnología avanzada y metodologías novedosas. Los nuevos textiles médicos son un campo emergente con un crecimiento significativo en productos para el tratamiento de heridas. Estas son características importantes de las fibras y apósitos para el cuidado de heridas. Son no tóxicos, no alergénicos, absorbentes, hemostáticos, biocompatibles, transpirables y no tóxicos. También tienen buenas propiedades mecánicas. Los productos a base de quitosano, alginato, colágeno, ferulato de branan y fibra de carbono ofrecen numerosas ventajas sobre los materiales convencionales. Los materiales utilizados en el cuidado de heridas también incluyen espumas, hidrogeles, películas, hidrocoloides y matrices (ingeniería de tejidos). [ 46 ]

Ingeniería de tejidos

Actualmente se están considerando las tecnologías textiles para la biofabricación . Las propiedades físicas y químicas de las fibras, el tamaño de los poros y la resistencia del tejido influyen en cómo se pueden utilizar las tecnologías textiles en la ingeniería de tejidos. [ 47 ] Mediante la tecnología textil se pueden crear y moldear estructuras fibrosas para satisfacer las necesidades de una amplia gama de aplicaciones de ingeniería de tejidos . La ingeniería de tejidos es el proceso de combinar andamios, células y moléculas biológicamente activas para crear tejidos funcionales. [ 48 ] [ 49 ]

  • Es posible fabricar microfibras de hidrogel de núcleo-corteza de un metro de longitud que contienen proteínas de la matriz extracelular y células maduras o células madre somáticas en un dispositivo microfluídico. Estas microfibras poseen la morfología y las funciones de los tejidos vivos. Además, las fibras tienen el potencial de ser enrolladas, hiladas o tejidas [ 50 ].
  • La electrohilatura puede producir nanofibras con un rango de micras finas deseadas que se pueden utilizar para hacer andamios fibrosos de tamaño nano y submicrométrico a partir de soluciones poliméricas que podrían usarse como sustratos celulares y tisulares. [ 51 ]
Andamios biomédicos

Las fibras de hidrogel se utilizan para construir andamios para el desarrollo de células y la liberación de fármacos. [ 49 ] [ 52 ]

Apósito antimicrobiano

El quitosano puede funcionar como un inhibidor del desarrollo bacteriano y fúngico. [ 26 ] En 2003, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó los apósitos para heridas a base de quitosano para uso médico. [ 27 ] Los paramédicos de combate utilizan apósitos Hemcon, que es un apósito con quitosano, para tratar heridas porque detiene el flujo sanguíneo con sus propiedades hemostáticas . [ 26 ] [ 27 ] Los agentes hemostáticos de quitosano son sales que se forman cuando el quitosano se combina con un ácido orgánico ( ácido láctico o ácido succínico ). El agente hemostático actúa interactuando con la membrana celular de los eritrocitos (cargada negativamente) y el quitosano protonado (cargado positivamente), lo que resulta en la participación de las plaquetas y la rápida formación de trombos. [ 53 ] Cuando el vendaje entra en contacto con la sangre, se vuelve pegajoso, creando un efecto adhesivo que sella el corte. [ 54 ]

Hilo de sutura quirúrgica

Los materiales utilizados en las suturas quirúrgicas son productos textiles. El material de sutura se subdivide frecuentemente en hilo absorbible e hilo no absorbible, y luego en fibras sintéticas y fibras naturales. Otra distinción crucial es si el material de sutura es monofilamento o polifilamento. [ 55 ]

Vendas

Un vendaje es un trozo de tela que se utiliza para cubrir, vendar y sujetar heridas. Los vendajes suelen fabricarse con diversos materiales textiles. El vendaje o la férula se mantienen en su lugar mediante un vendaje. Los vendajes también se utilizan con fines médicos (para reforzar y comprimir) para sostener y restringir partes específicas del cuerpo. [ 56 ] [ 6 ] : 142

Vendajes de compresión

Los vendajes de compresión se utilizan para aplicar presión, mientras que la presión dirigida se utiliza para tratar enfermedades linfáticas o venosas , [ 2 ] : 111, 241 como en el tratamiento de la trombosis venosa profunda . [ 6 ] : 142 Las clasificaciones más comunes para los vendajes de compresión son inelásticos y elásticos. [ 57 ]

textiles antimicrobianos

Los textiles antimicrobianos son materiales textiles (fibras, hilos y telas) tratados con agentes antimicrobianos, utilizados en el cuidado higiénico. Estos textiles eliminan las bacterias o inhiben el crecimiento de microorganismos . Algunos ejemplos son las toallitas, batas, ropa sin olor , etc. [ 58 ] Los uniformes quirúrgicos antimicrobianos son prendas hospitalarias tratadas con productos químicos antibacterianos. Su objetivo principal es prevenir la propagación de microorganismos peligrosos entre el personal sanitario y los pacientes. Los productos químicos aplicados actúan de forma diferente; por ejemplo, se unen al ADN del microbio, impidiendo su reproducción. Algunos antimicrobianos disuelven la proteína necesaria para su crecimiento, mientras que otros atacan bacterias específicas como Staphylococcus , Salmonella y Escherichia coli . [ 59 ]

Textiles antivirales

Los textiles antivirales son una extensión de las superficies antimicrobianas. Estas superficies, que poseen capacidades antivirales, pueden inactivar virus recubiertos de lípidos. [ 60 ] El tejido CVC tratado con polihexametileno biguanida (PHMB) ( tejido con algodón como principal componente ) elimina el 94 % del coronavirus en dos horas. Por lo tanto, es adecuado para EPI para trabajadores de la salud. [ 61 ] El quitosano, un polímero natural biocompatible, hipoalergénico, biodegradable y no tóxico, también se estudió por sus propiedades antivirales. El compuesto a base de quitosano también muestra eficacia contra el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo 2 y los tejidos de algodón tratados con cobre junto con quitosano y ácido cítrico . El material tratado mantiene las propiedades antivirales de cinco a diez lavados domésticos. [ 62 ]

batas médicas

Cirujanos con batas médicas

Las batas médicas son un tipo de EPI (Equipo de Protección Individual) para profesionales médicos. Son un componente de un enfoque integral de control de infecciones. Protegen al usuario de enfermarse o infectarse si entra en contacto con líquidos o sólidos potencialmente contagiosos o dañinos. Batas de quirófano, batas quirúrgicas, batas de aislamiento, batas no quirúrgicas y batas de procedimiento son términos que se utilizan para describir las diferentes batas empleadas en entornos sanitarios. La nomenclatura de los productos no está estandarizada. Las especificaciones de los productos son importantes. La norma ANSI/AAMI PB70 especifica un sistema de clasificación para equipos de protección [incluidas batas de aislamiento y batas quirúrgicas] utilizados en centros sanitarios de Estados Unidos, basado en su rendimiento como barrera contra líquidos. Los requisitos de calidad para las distintas batas incluyen la resistencia de las costuras, la generación de pelusa, la resistencia al desgarro, la resistencia a la evaporación y la transpirabilidad. Las directrices de ASTM International [ASTM F2407] incluyen una lista de las batas aprobadas por la FDA. [ 63 ]

Estas batas son impermeables o están hechas de un tejido denso y resistente al agua. [ 64 ] La solicitud 510(k) es una presentación previa a la comercialización que se realiza ante la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para demostrar que el dispositivo que se va a vender es seguro y eficaz. Las batas quirúrgicas y de aislamiento quirúrgico están reguladas por la FDA como dispositivos médicos de Clase II que requieren una solicitud 510(k). Las batas no quirúrgicas son dispositivos médicos de Clase I que no necesitan una autorización 510(k). [ 65 ]

Los diferentes niveles se clasifican de la siguiente manera: [ 63 ]

Algunos ejemplos adicionales de aplicaciones de textiles médicos en el entorno médico incluyen los siguientes:

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Referencias

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