Sensor de seda no invasivo podría transformar la atención de bebés prematuros

La monitorización de los bebés prematuros a menudo depende de múltiples sensores con cables y de extracciones de sangre repetidas para controlar la glucosa y los electrolitos, lo que puede irritar la piel frágil y dificultar la atención. También es difícil capturar la información de tendencia entre las pruebas de laboratorio en la incubadora. Los clínicos necesitan mediciones continuas y discretas que funcionen de manera fiable a pesar de la poca luz y el movimiento. Ahora, investigadores han desarrollado una etiqueta colorimétrica a base de seda, interpretada mediante inteligencia artificial (IA), que cuantifica parámetros neonatales clave a partir del líquido liberado por la piel.

Desarrollado por Silklab de la Universidad Tufts, en colaboración con Helmholtz Munich, la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (LMU) y la Universidad Técnica de Múnich, el dispositivo consiste en un pequeño parche a base de seda que muestra cambios en la temperatura, el pH, el sodio y la glucosa mediante variaciones visibles de color.

Su diseño multicapa incluye una base de fibroína de seda que estabiliza las enzimas, una capa de papel impresa con cera que conduce volúmenes microscópicos de sudor y líquido intersticial hacia puntos sensores individuales, y un adhesivo médico impermeable que se adapta a la piel neonatal. El método aprovecha la elevada pérdida transepidérmica de líquidos en los bebés prematuros para obtener muestras de manera continua e indolora.

Un modelo de aprendizaje profundo de IA corrige la iluminación, el ángulo y el movimiento para que una cámara estándar pueda leer los puntos dentro de una incubadora y traducir el color en valores cuantitativos. La precisión reportada supera el 91% para signos vitales críticos y supera el 98% para detectar niveles bajos de azúcar en sangre. El trabajo se presenta como una prueba de principio y se publica en ACS Sensors.

Los próximos pasos previstos incluyen evaluaciones más amplias en unidades neonatales, combinar las mediciones del parche con muestras de sangre tradicionales para evaluar la concordancia y ampliar el conjunto de datos de entrenamiento de la IA en distintos entornos. Se describe la plataforma como ampliable a la saturación de oxígeno y al dióxido de carbono, y se informa que el propio sensor cuesta solo centavos de fabricar, sin requerir energía, cables ni refrigeración, características que el equipo señala que podrían adaptarse a entornos con pocos recursos. El objetivo es capturar cambios clínicamente relevantes que ocurren entre las pruebas de laboratorio rutinarias sin añadir agujas ni irritación cutánea.

“El recién nacido es el paciente más exigente que tenemos. Lo que hemos creado está diseñado en torno a esa realidad: sin agujas, sin cables, nada que tire de la piel ni la irrite. Solo un pequeño parche que escucha al cuerpo”, dijo Anne Hilgendorff, neonatóloga e investigadora de Helmholtz Munich, LMU Munich y la Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburg.

“Un trozo de papel, una gota de seda y la cámara de un smartphone. Si eso llegara a ser todo lo que se necesita para mantener a un bebé más seguro, entonces deberíamos poner uno en cada incubadora del planeta”, añadió Fiorenzo Omenetto, director del Silklab.