Investigadores en ingeniería mecánica de la Samueli School of Engineering de la Universidad de California en Los Ángeles han diseñado un colchón que ayuda a prevenir las úlceras por presión mediante la aplicación alterna de presión sobre el cuerpo, restaurando en algunos casos el flujo sanguíneo al aumentar las presiones pico en lugar de reducirlas.

Los protocolos comunes para el tratamiento de úlceras por presión incluyen mover y girar a los pacientes inmovilizados cada dos horas. Sin embargo, esta recomendación es costosa y engorrosa, lo que genera cuidados inconsistentes y puede causar lesiones a los cuidadores. Los investigadores de UCLA han desarrollado un prototipo de colchón de presión alterna para abordar este problema, cuyos detalles se publican en un estudio en la revista Science Robotics.

Las úlceras por presión, también conocidas como escaras, se producen cuando una parte del cuerpo sufre presión sostenida que obstaculiza el flujo sanguíneo. Esta afección es especialmente problemática para personas que permanecen mucho tiempo en cama.

Las úlceras por presión representan un grave problema de salud. Según datos de la Agency for Healthcare Research and Quality del Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU., más de 60.000 personas mueren anualmente en Estados Unidos a causa de úlceras por presión. Cada año, 2,5 millones de personas reciben tratamiento por esta afección en centros de cuidados agudos de todo el país, con un costo que alcanza los 11.000 millones de dólares, solo superado por el cáncer y las enfermedades cardiovasculares.

Aunque las úlceras por presión pueden aparecer en cualquier zona sometida a presión prolongada, son más frecuentes en la piel sobre áreas óseas como el sacro, los talones, los codos y las rodillas.

Jonathan Hopkins, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Samueli School of Engineering de UCLA y líder del estudio, declaró: «Nos propusimos desarrollar un colchón asequible, versátil y práctico que prevenga las úlceras por presión de manera más efectiva».

El equipo de Hopkins había desarrollado previamente un colchón equipado con 1260 actuadores lineales controlables de forma independiente para probar cómo diferentes patrones superficiales afectan el flujo sanguíneo y la presión. Ese trabajo dio lugar al diseño del colchón de presión alterna, que utiliza una red de mecanismos flexibles capaz de transitar suavemente entre dos patrones superficiales de tablero de ajedrez alternos, minimizando al mismo tiempo la energía y el costo de activación.

Para demostrar el rendimiento del colchón, los investigadores probaron su diseño en un bastidor de cama estándar, colocando sobre el colchón una almohadilla de espuma con sensores y un maniquí humano de 220 libras (aproximadamente 100 kg). Cuando el colchón alternaba entre los dos estados de presión, los sensores registraban los niveles de presión en todo el cuerpo, liberando presión en los valles y aplicándola en las crestas.

Los datos de presión se mantuvieron por debajo del umbral promedio de oclusión de 32 mmHg, por encima del cual la sangre y los fluidos linfáticos no pueden llegar a los tejidos, provocando úlceras por presión.

El diseño incorpora cerca de 30 resortes de equilibrado para que la transición entre estados sea suave y cómoda. Los investigadores también desarrollaron una herramienta de software que, a partir de la altura y el peso del paciente, determina el número óptimo y la posición de los resortes de equilibrado para minimizar la fuerza necesaria para activar el colchón en diferentes tipos de cuerpo. Mediante la instalación de unos pocos actuadores lineales de baja potencia, el colchón puede alternar automáticamente entre estados. Los cuidadores también pueden activarlo fácilmente.

«Imagínese que los cuadros negros de un tablero de ajedrez se elevan para sostener al paciente mientras los blancos se retraen para aliviar la presión en esas zonas», explicó Hopkins. «Luego, después de un tiempo, los cuadros blancos se elevan y los negros se hunden, aliviando la presión recién aplicada: las crestas se convierten en valles y viceversa. Este ciclo continuo busca asegurar que el flujo sanguíneo no quede bloqueado de forma sostenida».

Los resultados también indican que aumentar la diferencia de presión dentro de un rango cómodo restaura más efectivamente la circulación en las zonas afectadas. Por ello, el equipo no se centró en reducir la presión pico general, sino en maximizar la diferencia entre los estados elevado y hundido, alternando el tiempo que cada parte del cuerpo soporta la presión máxima. La presión alterna minimiza el tiempo de contacto bajo presión a no más del 50 %.

Los colchones de presión alterna actuales para prevenir úlceras por presión suelen utilizar cámaras inflables que ajustan periódicamente la presión general del colchón. El sistema de UCLA emplea sensores integrados y mecanismos flexibles para modificar localmente la presión superficial. Esto permite una redistribución más precisa basada en datos en tiempo real y personalización según características individuales (altura y peso).

La mayoría de los componentes del colchón son lavables, la almohadilla de espuma con sensores es reemplazable, mejora la circulación de aire bajo el paciente y ayuda a reducir la acumulación de fluidos asociada a distribuciones desiguales de presión.

El Grupo de Desarrollo Tecnológico de UCLA posee la patente del concepto y hay otras patentes relacionadas en trámite. El prototipo se está probando actualmente con voluntarios en laboratorios especializados para evaluar su efectividad en entornos reales.