Un dispositivo podría ayudar a disminuir la ansiedad en las madres por las incertidumbres que surgen en la lactancia

Si bien la lactancia materna tiene muchos beneficios para los padres y sus bebés, tiene un inconveniente importante: es increíblemente difícil saber cuánta leche está consumiendo el bebé.

Para eliminar las conjeturas sobre la lactancia materna, un equipo interdisciplinario de ingenieros, neonatólogos y pediatras de la Universidad Northwestern ha desarrollado un nuevo dispositivo portátil que puede proporcionar un monitoreo continuo y de calidad clínica del consumo de leche materna.

El discreto dispositivo se adapta suave y cómodamente al pecho de la madre durante la lactancia y transmite datos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente o tableta. Los padres pueden ver una visualización gráfica en tiempo real de la cantidad de leche que ha consumido su bebé.

Beneficios del nuevo dispositivo para los padres

Al eliminar la incertidumbre, el dispositivo brinda tranquilidad a los padres durante los primeros días y semanas de vida de su bebé. En particular, la nueva tecnología podría ayudar a reducir la ansiedad parental y mejorar la gestión clínica de la nutrición de bebés vulnerables en la unidad de cuidados intensivos neonatales (UCIN).

El estudio se publicó en la revista Nature Biomedical Engineering. Para garantizar su precisión y viabilidad, el dispositivo se sometió a varias etapas de rigurosas evaluaciones, incluyendo modelado teórico, experimentos de laboratorio y pruebas en una cohorte de madres primerizas hospitalizadas.

“Saber exactamente cuánta leche recibe un bebé durante la lactancia ha sido un desafío durante mucho tiempo tanto para los padres como para los profesionales de la salud”, afirma John A. Rogers, de Northwestern, quien dirigió el desarrollo del dispositivo. “Esta tecnología elimina esa incertidumbre y ofrece una forma cómoda y fiable de monitorizar la ingesta de leche en tiempo real, ya sea en el hospital o en casa”.

“La incertidumbre sobre si un bebé está recibiendo suficiente nutrición puede causar estrés a las familias, especialmente a las madres lactantes con bebés prematuros en la UCIN”, señala el Dr. Daniel Robinson, neonatólogo de Northwestern Medicine  y coautor correspondiente del estudio.

“Actualmente, solo existen métodos engorrosos para medir cuánta leche ha consumido un bebé durante la lactancia, como pesarlo antes y después de alimentarlo. Esperamos que este sensor sea un gran avance en el apoyo a la lactancia, reduciendo el estrés para las familias y aumentando la certeza para los médicos a medida que los bebés progresan con la lactancia materna, pero aún necesitan apoyo nutricional. Reducir la incertidumbre y ayudar a las familias a lograr sus objetivos de lactancia materna conducirá a niños, madres y comunidades más saludables”, añade Robinson. 

Rogers y Robinson codirigieron el estudio con el Dr. Craig Garfield, profesor de pediatría en Feinberg y médico asistente en Lurie Children's, y la Dra. Jennifer Wicks, pediatra en Lurie Children's.

Tres investigadores postdoctorales del QSIB contribuyeron equitativamente al proyecto, y ahora son profesores en Corea: Jiyhe Kim, profesora adjunta de la Universidad de Ajou, dirigió el diseño del dispositivo y apoyó los ensayos clínicos; Seyong Oh, profesor adjunto de la Universidad de Hanyang, diseñó la electrónica inalámbrica; y Jae-Young Yoo, profesor adjunto de la Universidad de Sungkyunkwan, desarrolló métodos para el análisis de datos. Kim y Oh son coautores principales junto con Raudel Avila, profesor adjunto de ingeniería mecánica en la Universidad Rice y doctorando de Northwestern, quien dirigió el modelado computacional.

Una necesidad insatisfecha

El proyecto comenzó hace cuatro años, cuando neonatólogos y pediatras del Lurie Children's contactaron al equipo de Rogers con una necesidad crítica insatisfecha. Dado que la transferencia de leche de la madre al bebé durante la lactancia materna no es visible y el flujo de leche varía, es casi imposible saber con exactitud el volumen de leche que consume un bebé en una sola toma.

“Actualmente, no hay formas fiables de saber cuánto comen los bebés durante la lactancia”, explica Jennifer Wicks, madre de tres hijos. “Algunos pediatras y especialistas en lactancia usan básculas para pesar a un bebé antes y después de la toma, y ​​esa medida proporciona una estimación precisa de la cantidad de leche que ha tomado. Pero, por desgracia, las básculas para bebés no son pequeñas, y la mayoría de la gente no tiene una. Por lo tanto, aunque eso puede proporcionar una estimación, no es práctico”.

Como alternativa, los padres pueden extraer la leche materna en un biberón. Si bien la alimentación con biberón ofrece mediciones precisas del volumen y la seguridad visual de que el bebé está consumiendo leche, elimina los beneficios del contacto piel con piel. Además, los pasos adicionales de extraer, almacenar y manipular la leche requieren mucho tiempo e incluso pueden aumentar el riesgo de contaminación bacteriana.

“La lactancia materna ofrece varias ventajas en comparación con la alimentación con biberón”, indica Wicks. “Primero y principal, ese vínculo piel con piel es beneficioso tanto para los bebés como para las mamás. Además, la lactancia materna suele estimular mejor la producción de leche”.

Aunque otros investigadores académicos y pequeñas empresas emergentes han explorado tecnologías para monitorear aspectos de la leche materna y la alimentación, los estudios revisados ​​por pares son escasos.

“Según nuestras revisiones de la literatura científica y nuestras conversaciones con pediatras y neonatólogos, no existen tecnologías clínicamente validadas que aborden esta importante necesidad médica”, asegura Rogers. “Nuestro trabajo cubre esa necesidad”.

Todo un trabajo detrás para identificar la estrategia correcta

El equipo de Rogers desarrolló previamente sensores corporales inalámbricos, suaves y flexibles para la monitorización de bebés en la UCIN, así como sensores portátiles para el seguimiento del drenaje del flujo de fluidos a través de derivaciones, comúnmente utilizadas para tratar a pacientes con hidrocefalia. Gracias a su experiencia trabajando con poblaciones vulnerables y desarrollando dispositivos capaces de medir el flujo de fluidos, Rogers y sus compañeros eran candidatos ideales para el proyecto.

“Nuestros colegas clínicos nos preguntaron si podíamos desarrollar un sensor que permitiera a las madres primerizas determinar cuánta leche consumen sus bebés durante la lactancia”, explica Rogers. “Al principio, no estábamos seguros de cómo abordar el problema. Las estrategias que utilizamos para rastrear el flujo a través de las derivaciones a medida que pasan por zonas superficiales bajo la piel no funcionan porque los conductos galactóforos se encuentran demasiado por debajo de la superficie cutánea”.

Tras años de intentos fallidos basados ​​en métodos para monitorizar las propiedades ópticas del seno, cuantificar los movimientos de succión, rastrear la deglución y otros, los ingenieros finalmente se decidieron por una técnica sorprendentemente sencilla. El dispositivo envía una pequeña corriente eléctrica segura a través del seno mediante dos pequeños electrodos colocados sobre la piel. Otro par de electrodos captura la diferencia de voltaje asociada a esa corriente.

A medida que el bebé toma leche, la cantidad de leche en el pecho disminuye. Esta reducción provoca un cambio sutil pero medible en las propiedades eléctricas del pecho. Estos cambios se relacionan directamente con la cantidad de leche extraída. A mayor cantidad, mayor es el cambio en las propiedades eléctricas. Aunque sutil, este cambio puede calibrarse y cuantificarse con precisión para visualizarse en tiempo real en un teléfono inteligente durante la lactancia.

“Este concepto se llama bioimpedancia y se usa comúnmente para medir la grasa corporal”, subraya Rogers. “Dado que el músculo, la grasa, los huesos y los tejidos conducen la electricidad de forma diferente, la bioimpedancia puede proporcionar una medición precisa del contenido de grasa. De forma similar, podemos cuantificar el cambio en el volumen de leche en la mama. Desafortunadamente, esta fue la última estrategia que probamos. Pero, afortunadamente, logramos que funcionara muy bien”.

Evaluaciones rigurosas

Tras diseñar los prototipos iniciales, el equipo de ingeniería los optimizó mediante varias etapas de prueba y modelado. Primero, construyeron modelos simplificados de un seno utilizando materiales que imitan las propiedades eléctricas de la piel, la grasa y la leche. Al controlar con precisión la cantidad de leche en estos modelos, los investigadores pudieron observar cómo cambiaban los datos del dispositivo a medida que variaba el volumen de leche.

Dirigido por Ávila en Rice, los científicos crearon modelos informáticos detallados de la mama, basados ​​en la anatomía real. Sus simulaciones informáticas basadas en la física monitorizaron los cambios fisiológicos que ocurren durante la lactancia. Mediante bioimpedancia, Ávila relacionó el flujo de señales eléctricas con la cantidad de leche que sale de la mama en tiempo real. Los modelos informáticos anatómicamente correctos de su equipo incorporan las formas mamarias y la distribución tisular específicas de cada paciente, lo que les permite evaluar cómo la colocación de los sensores y la variación tisular afectan las lecturas.

“Los resultados de nuestra simulación coincidieron con las tendencias de los experimentos y los estudios clínicos en humanos”, menciona Ávila. “Conectar nuestros modelos con el impacto en el mundo real siempre es un logro destacado, y solo es posible mediante la colaboración entre los equipos experimentales, de modelado y clínicos”.

Capacidad para personalizarse

El dispositivo resultante es un cordón delgado, suave y flexible que rodea suavemente la circunferencia exterior del seno. En cada extremo del cordón se integran electrodos que se adhieren suavemente a la piel. Una pequeña y ligera "estación base", que también se monta suavemente sobre la piel, se ubica en el centro del cordón, entre los electrodos. Dentro de una funda de silicona suave, la estación base contiene una pequeña batería recargable, tecnología Bluetooth para la transferencia inalámbrica de datos y un chip de memoria.

Dado que cada persona tiene diferencias en la densidad, forma y tamaño de los senos, el dispositivo se puede personalizar mediante una única calibración. Para calibrar el sistema, la madre lactante lo lleva puesto mientras usa un sacaleches conectado a un biberón con marcas de volumen. Esto permite conocer el volumen exacto de leche extraída durante un periodo específico. Mientras tanto, el dispositivo registra las propiedades eléctricas del seno durante el proceso de extracción. Este esquema de calibración le enseña al dispositivo a interpretar los cambios en las señales eléctricas de cada usuario.

Tras desarrollar los prototipos, el equipo probó el dispositivo en 12 madres lactantes, tanto en la UCIN como en casa. Para evaluar la consistencia y fiabilidad del dispositivo a lo largo del tiempo, los investigadores tomaron múltiples mediciones de las mismas madres, durante periodos de hasta 17 semanas.

Testimonios

Julia Seitchik participó en el estudio cuando estaba embarazada de su hijo Harry. “El dispositivo consistía solo en unas pegatinas que me pusieron en el pecho”, comenta Seitchik, madre de tres hijos que participó en el estudio. “Ni siquiera me di cuenta de que estaban ahí. Hoy en día, muchos aspectos de nuestra vida se basan en datos y conocimientos. Dosificamos la fórmula y las onzas de alimento. Sería útil tener esa misma precisión con la lactancia materna”.

En esta primera etapa de las pruebas, las madres usaron el sensor mientras extraían leche, ya que este importante paso requería conocer con precisión la cantidad de leche extraída. En una sesión de prueba, los investigadores compararon los datos del dispositivo con la diferencia de peso del bebé antes y después de la lactancia. En general, con las pruebas durante la extracción, los resultados entre las cantidades en el biberón y las detectadas por el sensor fueron sorprendentemente similares.

“Cuando tuve a mi primera hija, pesaba menos de dos kilos y medio”, indica Seitchik. “Estaba muy nerviosa de tener que volver al hospital si no subía de peso. Aunque sentía que estaba prosperando, era importante asegurarme de que siguiera creciendo. Los médicos hicieron un trabajo excelente, pero tener un dispositivo como este habría sido genial. Me habría permitido saber exactamente cuánta leche estaba tomando en sus primeros días de vida. Eso habría sido muy beneficioso y nos habría ayudado a ser mejores padres”.

Mejora de la atención en las unidades de cuidados intensivos neonatales 

Si bien el dispositivo brindaría tranquilidad e información útil a todos los padres, Robinson y Wicks afirman que los bebés de la UCIN serían los más beneficiados por un monitoreo cuidadoso. Saber exactamente cuánto come un bebé en la UCIN es aún más crucial que para los bebés sanos nacidos a término.

Estos bebés suelen tener necesidades nutricionales específicas. Los prematuros, por ejemplo, pueden tener sistemas digestivos subdesarrollados, lo que los hace más vulnerables a la intolerancia alimentaria. Una alimentación con volúmenes precisos puede ayudar a minimizar el riesgo de desarrollar trastornos intestinales y reflujo.

“Algunos bebés tienen un límite de tomas a la vez”, expresa Wicks. “Los bebés prematuros o que se recuperan de una cirugía solo pueden ingerir pequeñas cantidades de leche muy lentamente. A menudo, no podemos permitirles amamantar porque no tenemos forma de saber cuánta leche reciben de su madre. Un sensor que monitorice esto permitiría que estos bebés amamantaran con mayor éxito con su madre”.

Siguientes pasos

Para que sea aún más fácil de usar, los investigadores prevén que la tecnología podría integrarse en prendas interiores cómodas, como los sujetadores de lactancia. Esto mejoraría aún más la facilidad de uso del dispositivo y la experiencia general de las usuarias.

Los científicos aún planean realizar comparaciones exhaustivas del pesaje antes y después de la toma. El equipo también busca garantizar que el sensor sea utilizable por madres lactantes con una amplia gama de tonos de piel. Si bien la versión actual del dispositivo detecta la cantidad de leche que sale del pecho, las versiones futuras podrían medir la reposición de leche en el pecho. De esta manera, las madres podrían monitorear los cambios en la producción de leche a lo largo del tiempo. Los creadores también planean seguir optimizando el dispositivo para que pueda obtener aún más información, como la calidad de la leche y el contenido de grasa.

“La lactancia materna puede ser extremadamente emotiva para las madres, en parte debido a la incertidumbre sobre la cantidad de leche que reciben sus bebés”, recuerda la pediatra Wicks. “Puede conllevar mucha tristeza porque las madres se sienten ansiosas y sienten que no están haciendo un buen trabajo. A menudo, las madres experimentan ansiedad, frustración o síntomas de depresión y abandonan la lactancia materna por completo".

"Hay muchos factores que dificultan la lactancia materna. Poder eliminar una pequeña incertidumbre y asegurarles que están produciendo suficiente leche ayudará a reducir parte de ese estrés y ansiedad. Para todas las madres del mundo, que se encuentran en las diferentes etapas de su proceso de lactancia, este dispositivo será increíblemente útil. Esperamos poder ofrecerlo a más personas", concluye la doctora.