Crean un sensor para detectar los primeros signos de insuficiencia hepática o renal

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, han desarrollado una pequeña pegatina de ultrasonido, del tamaño aproximado de un sello postal, que puede controlar la rigidez de los órganos profundos del cuerpo. La pegatina se puede usar sobre la piel y está diseñada para detectar signos de enfermedad, como insuficiencia hepática y renal y la progresión de tumores sólidos. 

Según el estudio, publicado en Science Advances, el sensor puede enviar ondas sonoras a través de la piel hacia el cuerpo, donde las ondas se reflejan en los órganos internos y regresan a la pegatina. El patrón de las ondas reflejadas puede leerse como una firma de la rigidez del órgano, que la pegatina puede medir y rastrear.

El equipo ha demostrado que la pegatina puede controlar continuamente la rigidez de los órganos durante 48 horas y detectar cambios sutiles que podrían indicar la progresión de la enfermedad. En experimentos preliminares, los investigadores descubrieron que el sensor adhesivo puede detectar signos tempranos de insuficiencia hepática aguda en ratas.

Los ingenieros están trabajando para adaptar el diseño para su uso en humanos. Imaginan que la pegatina podría usarse en unidades de cuidados intensivos (UCI), donde los sensores de bajo perfil podrían monitorear continuamente a los pacientes que se recuperan de trasplantes de órganos.

Cabe recordar que al igual que nuestros músculos, los tejidos y órganos de nuestro cuerpo se vuelven rígidos a medida que envejecemos. En determinadas enfermedades, el endurecimiento de los órganos puede volverse más pronunciado, lo que indica un deterioro de la salud potencialmente precipitado. Actualmente, los médicos tienen formas de medir la rigidez de órganos como los riñones y el hígado mediante elastografía por ultrasonido, una técnica similar a la obtención de imágenes por ultrasonido, en la que un técnico manipula una sonda manual o una varita sobre la piel.

La sonda envía ondas sonoras a través del cuerpo, lo que hace que los órganos internos vibren ligeramente y envíen ondas a cambio. La sonda detecta las vibraciones inducidas de un órgano y el patrón de las vibraciones se puede traducir en qué tan tambaleante o rígido debe ser el órgano. La elastografía por ultrasonido se utiliza normalmente en la UCI para controlar a los pacientes que se han sometido recientemente a un trasplante de órgano. Esta solución lo que ofrece es una alternativa portátil más continua.

El proceso

Para elaborar este sensor utilizaron técnicas de fabricación avanzadas para cortar pequeños transductores a partir de materiales piezoeléctricos de alta calidad que les permitieron diseñar pegatinas de ultrasonido en miniatura. Los investigadores fabricaron con precisión 128 transductores en miniatura que incorporaron a un chip de 25 milímetros cuadrados. Forraron la parte inferior del chip con un adhesivo hecho de hidrogel, un material pegajoso y elástico que es una mezcla de agua y polímero, que permite que las ondas sonoras se transmitan, entren y salgan del dispositivo casi sin pérdidas.

En experimentos preliminares, el equipo probó la pegatina que detecta la rigidez en ratas. Descubrieron que las pegatinas podían tomar mediciones continuas de la rigidez del hígado durante 48 horas. A partir de los datos recopilados por la pegatina, los investigadores observaron signos claros y tempranos de insuficiencia hepática aguda, que luego confirmaron con muestras de tejido.

Los investigadores también esperan convertir la pegatina en una versión más portátil y cerrada, donde todos los componentes electrónicos y de procesamiento que la acompañan estén miniaturizados para caber en un parche un poco más grande. Luego, imaginan que los pacientes podrían usar la pegatina en casa, para monitorear continuamente las condiciones durante períodos más largos, como la progresión de los tumores sólidos, que se sabe que se endurecen con la gravedad.