Perfeccionan parche para la piel de pulsaciones láser para descubrir signos de cáncer

En las pruebas, el sistema demostró ser capaz de crear mapas 3D de hemoglobina en tejidos que se encuentran a centímetros debajo de la piel, con una resolución espacial submilimétrica

Con información de New Atlas

Los avances en la ciencia de los materiales y la electrónica miniaturizada han dado lugar a una nueva generación prometedora de parches portátiles que algún día podrían medir muchas métricas de la salud humana, desde el estrés hasta los niveles de glucosa y la actividad cardiovascular . Los ingenieros han aprovechado esta tecnología para crear un parche electrónico capaz de monitorear biomoléculas en tejidos profundos, que dicen que puede usarse para detectar una variedad de condiciones que amenazan la vida, incluida la disfunción de órganos y cánceres malignos.

Un nuevo parche desarrollado en la Universidad de California en San Diego utiliza láseres para monitorear biomoléculas en tejido profundo

El nuevo parche electrónico es obra de ingenieros de la Universidad de California en San Diego, y es una extensión de la investigación que analizamos en 2018 del mismo grupo. El parche anterior de los investigadores usaba ondas de ultrasonido para monitorear continuamente el grosor de los vasos sanguíneos pulsantes para ofrecer lecturas en tiempo real de la presión arterial.

Ahora, el equipo ha profundizado más en el ámbito de la monitorización cardiovascular mediante el desarrollo de una versión para monitorizar la perfusión sanguínea. Esta función corporal es clave para la función saludable de los tejidos y el transporte de oxígeno y nutrientes, y cuando se ve obstaculizada, puede ser indicativa de afecciones como disfunción orgánica grave y ataques cardíacos. La acumulación anormal de sangre, por su parte, puede ser indicativa de hemorragias o tumores malignos.

Por lo tanto, monitorear la perfusión sanguínea de forma continua puede ayudar a detectar estas condiciones que amenazan la vida, y el equipo ha tratado de lograr esto inicialmente a través de un enfoque en la biomolécula de hemoglobina en los tejidos profundos.

"La cantidad y la ubicación de la hemoglobina en el cuerpo brindan información crítica sobre la perfusión sanguínea o la acumulación en lugares específicos", explicó Sheng Xu, coautor del estudio. “Nuestro dispositivo muestra un gran potencial en el monitoreo cercano de grupos de alto riesgo, lo que permite intervenciones oportunas en momentos urgentes”.

Si bien las tecnologías existentes, como la resonancia magnética y la tomografía computarizada de rayos X, pueden detectar biomoléculas como la hemoglobina, solo lo hacen de forma inmediata y no continua, mientras que las soluciones portátiles actuales solo pueden detectarlas más cerca de la piel. El parche del equipo está diseñado para ofrecer una opción de monitoreo a largo plazo para biomoléculas profundas, con la ayuda de láseres.

Un nuevo parche desarrollado en la Universidad de California en San Diego se adhiere cómodamente a la piel y podría usarse para detectar una variedad de condiciones de salud. Xiaoxiang Gao/Escuela de Ingeniería Jacobs/UC San Diego

El parche en sí es flexible y se adhiere cómodamente a la piel. Cuenta con matrices de diodos láser y transductores piezoeléctricos dentro de una matriz de polímero de silicona suave, que envía láseres pulsados ​​a los tejidos que se encuentran debajo. Las biomoléculas en los tejidos profundos absorben esta energía óptica y hacen que las ondas acústicas se irradien a través de su entorno.

“Los transductores piezoeléctricos reciben las ondas acústicas, que se procesan en un sistema eléctrico para reconstruir el mapeo espacial de las biomoléculas emisoras de ondas”, dijo Xiaoxiang Gao, autor del estudio.

En las pruebas, el sistema demostró ser capaz de crear mapas 3D de hemoglobina en tejidos que se encuentran a centímetros debajo de la piel, con una resolución espacial submilimétrica. El equipo dice que también se puede ajustar para detectar una gama de biomoléculas alterando las longitudes de onda de los láseres, con el monitoreo de la temperatura central también como una de las posibilidades que se están explorando.

“El monitoreo continuo es fundamental para las intervenciones oportunas para evitar que las condiciones que amenazan la vida empeoren rápidamente”, dijo Xiangjun Chen, coautor del estudio. “Los dispositivos portátiles basados ​​en electroquímica para la detección de biomoléculas, sin limitarse a la hemoglobina, son buenos candidatos para aplicaciones de monitoreo portátiles a largo plazo. Sin embargo, las tecnologías existentes solo logran la capacidad de detección de la superficie de la piel”.