Sistema de detección de fibra óptica monitorea complicaciones posteriores a un TCE

Después de una lesión cerebral traumática, como una conmoción cerebral, pueden producirse daños secundarios a causa de la inflamación cerebral. Si bien los biomarcadores en la sangre o el líquido cefalorraquídeo proporcionan información valiosa sobre la salud cerebral, muchos de los métodos actuales enfrentan desafíos a la hora de monitorear simultáneamente varios biomarcadores. Los investigadores han desarrollado un sistema de detección de fibra óptica que podría permitir a los profesionales médicos rastrear las complicaciones posteriores a una lesión cerebral traumática. Esta tecnología permite el monitoreo continuo y automático de seis biomarcadores simultáneamente, lo que ofrece información crítica sobre la salud cerebral durante las pruebas de laboratorio.

La fibra óptica, conocida por su capacidad de transmitir información a velocidades extremadamente altas, tiene aplicaciones más allá de las conexiones a Internet. Investigadores del Imperial College London (Londres, Reino Unido) se propusieron diseñar un sistema de fibra óptica capaz de monitorear simultáneamente seis biomarcadores vitales de la salud cerebral: temperatura, pH y concentraciones de oxígeno disuelto, glucosa, iones de sodio e iones de calcio. Las fibras ópticas, similares a las que se usan en el cableado subterráneo, son ideales para fines médicos debido a su pequeño tamaño y su capacidad de interactuar con biomarcadores o tejidos que absorben la luz en patrones detectables. Los investigadores equiparon seis fibras ópticas con puntas fluorescentes específicas para cada biomarcador. Se dirigió un láser de múltiples longitudes de onda a través de las fibras para monitorear los analitos. Cuando un analito objetivo interactuaba con una punta fluorescente, el cambio resultante en el brillo era capturado por una computadora.

Los investigadores integraron estas seis fibras, junto con una fibra adicional para mejorar la señal de calcio, en un catéter de 2,5 milímetros de espesor para crear un sistema de detección de líquido cefalorraquídeo. Se emplearon algoritmos de aprendizaje automático para separar las señales de fluorescencia, lo que facilitó la interpretación de la lectura de cada biomarcador. En experimentos con animales que simulaban las condiciones de un cerebro humano después de una lesión traumática, el catéter detectó con éxito los seis biomarcadores. Luego, el sistema se probó en muestras de líquido cefalorraquídeo de participantes humanos sanos, a las que se agregaron los biomarcadores de salud cerebral relevantes. El sistema de detección midió con precisión el pH, la temperatura y los niveles de oxígeno disuelto e identificó cambios en las concentraciones de iones y glucosa. Según los investigadores, este trabajo, publicado en la revista ACS Sensors, demuestra que su sistema de fibra óptica puede identificar posibles lesiones secundarias y ayudar a monitorear las complicaciones en pacientes que se recuperan de lesiones cerebrales traumáticas.

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