Parche cutáneo portátil monitorea hemoglobina en tejidos profundos para ayudar a diagnosticar tumores

La perfusión sanguínea baja dentro del cuerpo puede causar disfunciones orgánicas graves y está asociada con una variedad de dolencias, incluidos ataques cardíacos y enfermedades vasculares de las extremidades. Al mismo tiempo, la acumulación anormal de sangre en áreas como el cerebro, el abdomen o los quistes pueden indicar una hemorragia cerebral o visceral o tumores malignos. El monitoreo continuo puede ayudar al diagnóstico de estas condiciones y a facilitar intervenciones oportunas y potencialmente salvadoras de vidas. La resonancia magnética nuclear (RMN) y la tomografía computarizada por rayos X se basan en equipos voluminosos que pueden ser difíciles de adquirir y, por lo general, solo brindan información sobre el estado inmediato de la molécula, lo que los hace inadecuados para el monitoreo de biomoléculas a largo plazo. Ahora, un nuevo sensor supera algunas limitaciones significativas en los métodos existentes de monitoreo de biomoléculas.

Un equipo de ingenieros de la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA) desarrolló un parche electrónico que puede monitorear biomoléculas en tejidos profundos, incluida la hemoglobina. Esto brinda a los profesionales médicos un acceso sin precedentes a información crucial que podría ayudar a detectar afecciones potencialmente mortales, como tumores malignos, disfunción de órganos, hemorragias cerebrales o intestinales y más. El nuevo parche portátil, flexible y de bajo factor de forma, se adhiere cómodamente a la piel, lo que permite una monitorización no invasiva a largo plazo. Puede realizar un mapeo tridimensional de la hemoglobina con una resolución espacial submilimétrica en tejidos profundos, hasta centímetros debajo de la piel, en comparación con otros dispositivos electroquímicos portátiles que solo detectan las biomoléculas en la superficie de la piel. Puede lograr un alto contraste con otros tejidos. Debido a su selectividad óptica, puede ampliar el rango de moléculas detectables, integrando diferentes diodos láser con diferentes longitudes de onda, junto con sus posibles aplicaciones clínicas.

El parche está equipado con conjuntos de diodos láser y transductores piezoeléctricos en su matriz de polímero de silicona suave. Los diodos láser emiten láseres pulsados a los tejidos. Las biomoléculas en el tejido absorben la energía óptica e irradian ondas acústicas al medio circundante. Basado en su éxito hasta el momento, el equipo planea desarrollar aún más el dispositivo, incluyendo la reducción del sistema de control de back-end a un dispositivo de tamaño portátil para la conducción de diodos láser y la adquisición de datos, ampliando en gran medida su flexibilidad y utilidad clínica potencial. También planean explorar el potencial del dispositivo portátil para monitorear la temperatura central y continúan trabajando con los médicos para buscar más aplicaciones clínicas potenciales.

“La cantidad y la ubicación de la hemoglobina en el cuerpo brindan información crítica sobre la perfusión o acumulación de sangre en lugares específicos. Nuestro dispositivo muestra un gran potencial en el monitoreo cercano de grupos de alto riesgo, lo que permite intervenciones oportunas en momentos urgentes”, dijo Sheng Xu, profesor de nanoingeniería en UC San Diego y autor correspondiente del estudio.

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Universidad de California en San Diego