Un parche cutáneo brinda información "crucial" para detectar cáncer

Un grupo de investigadores de la Universidad de San Diego ha desarrollado un parche cutáneo que monitorea biomoléculas, incluida la hemoglobina, en tejidos profundos. La información que proporciona estos parches electrónicos brinda a los sanitarios información “crucial” que puede servir de ayuda para detectar enfermedades potencialmente mortales, como podrían ser los tumores malignos, la disfunción de órganos o las hemorragias cerebrales, entre otros. El parche portátil flexible y de bajo factor se adhiere a la piel, lo que permite una monitorización a largo plazo no invasiva. 

Este parche ha sido presentado en una investigación publicada recientemente en Nature. En ella, los autores explican que el monitoreo de biomoléculas en el cuerpo humano puede ayudar “a rastrear” los niveles de bienestar, evaluar los resultados terapéuticos y además diagnosticar enfermedades. La hemoglobina, especialmente, tiene un peso importante en este diagnóstico, pues la cantidad y la ubicación de esta en el cuerpo proporciona información “crítica” sobre la perfusión o la acumulación de sangre en esa área. “Nuestro dispositivo muestra un gran potencial en el monitoreo cercano de grupos de alto riesgo, lo que permite intervenciones oportunas en momentos urgentes”, explica Sheng Xu, profesor de nanoingeniería en UC San Diego y uno de los autores del estudio.

La baja perfusión de sangre en una persona puede causar disfunciones orgánicas graves. Está asociada a múltiples dolencias, como, por ejemplo, el síndrome posparo cardíaco o el infarto de miocardio, o tras una cirugía, como las operaciones de trasplantes de órganos. Al mismo tiempo, la acumulación anormal de sangre en ciertas áreas suele ser un signo de inflamación, traumatismo o cáncer.

Funcionamiento del parche

Este parche fotoacústico tiene integrado una matriz de transductores ultrasónicos y diodos láser emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL). Los diodos VCSEL tienen la capacidad de generar pulsos de láser que penetran más de dos centímetros en los tejidos biológicos y activan las moléculas de hemoglobina para generar ondas acústicas. Posteriormente, los transductores pueden recopilar estas ondas para generar imágenes tridimensionales (en 3D) de la hemoglobina con una resolución espacial.

Por otra parte, existe una relación lineal entre la amplitud de la señal fotoacústica y la temperatura, lo cual permite el mapeo 3D de las temperaturas centrales, con alta precisión. Sin embargo, Xu reconoce que validar el monitoreo de la temperatura central del cuerpo “requiere una calibración intervencionista”.

Ventajas respecto a otros métodos de monitoreo

En esta investigación, los ingenieros presumen de que el nuevo sensor supera algunas limitaciones en los métodos de monitoreo de biomoléculas ya existentes y que “estos no están diseñados para la monitorización continua de pacientes individuales”. Por ejemplo, las imágenes por resonancia magnética requieren de equipos costosos y, por lo general, solo ofrecen información sobre el estado actual de la molécula, no a largo plazo. Con las ecografías, por otro lado, se pueden obtener imágenes de los tejidos internos y el flujo sanguíneo, pero es necesario que haya un operador y un sistema de láser independiente para la detección de moléculas.

Además, los investigadores apuestan por que la tecnología de la plataforma del parche “puede extenderse potencialmente para monitorear muchas otras biomoléculas endógenas”, como puede ser la glucosa, la melanina o los lípidos, entre otros.