Los sensores corporales inyectables llevan la química personal a un teléfono celular más cerca de la realidad
Nota del editor: La Sociedad Estadounidense de Química también está emitiendo un comunicado de prensa hoy embargado para las 5 a. m., hora del este, que se puede solicitar en newsroom@acs.org o llamar al 504-670-6721.
NUEVA ORLEANS, 19 de marzo de 2018: hasta ahora, la inflamación local y el tejido cicatricial de la llamada "respuesta de cuerpo extraño" han impedido el desarrollo de sensores en el cuerpo capaces de monitorear continuamente la química corporal a largo plazo. Pero hoy, los científicos presentan resultados que muestran que pequeños biosensores que se vuelven uno con el cuerpo han superado esta barrera y transmiten datos a un teléfono móvil y a la nube para uso personal y médico.
“Si bien los rastreadores de actividad física y otros dispositivos portátiles brindan información sobre nuestro ritmo cardíaco, respiración y otras medidas físicas, no brindan información sobre el aspecto más importante de nuestra salud: la química de nuestro cuerpo”, explicó Natalie Wisniewski, Ph.D. “Según nuestros estudios en curso, la tecnología de sensores integrados en tejidos tiene el potencial de permitir que los dispositivos portátiles cumplan con la promesa de la medicina personalizada, revolucionando la gestión de la salud en el bienestar y la enfermedad”. El Dr. Wisniewski, que dirige el equipo de desarrolladores de biosensores, es el director de tecnología y cofundador de Profusa Inc., una empresa de ciencias de la vida con sede en el Área de la Bahía de San Francisco.
Los investigadores están presentando sus resultados hoy en la 255ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society (ACS). ACS, la sociedad científica más grande del mundo, está celebrando la reunión aquí hasta el jueves. Cuenta con más de 13.000 presentaciones sobre una amplia gama de temas científicos.
Superar la respuesta de cuerpo extraño
Los sensores convencionales, como los que se encuentran en los monitores continuos de glucosa, tienen un cable de electrodo de detección que penetra la piel para medir una sustancia química objetivo en el líquido que rodea las células. Pero debido a que el cuerpo "ve" el electrodo como un material extraño, debe retirarse y reemplazarse dentro de varios días en un lugar diferente para evitar los efectos de la inflamación y el tejido cicatricial que eventualmente evita que el electrodo funcione correctamente.
El equipo de Profusa está desarrollando una familia de diminutos biosensores compuestos por un hidrogel similar a un tejido, similar a una lente de contacto blanda, que se colocan debajo de la piel sin dolor con una sola inyección. En lugar de estar aislados del cuerpo, los biosensores funcionan completamente integrados dentro del tejido del cuerpo, sin ningún dispositivo metálico o electrónico, superando así los intentos del cuerpo de rechazarlo. Hasta la fecha, los biosensores inyectados han funcionado durante cuatro años.
Más pequeño que un grano de arroz, cada biosensor es una fibra flexible de unos 5 mm de largo y medio milímetro de ancho, compuesta por un andamio poroso que induce el crecimiento capilar y celular del tejido circundante. El hidrogel está vinculado a moléculas fluorescentes emisoras de luz que emiten señales continuamente en proporción a la concentración de una sustancia química corporal, como oxígeno, glucosa u otra biomolécula de interés.
Adherido a la superficie de la piel o sostenido con la mano, se usa un lector óptico separado para leer la señal fluorescente del biosensor integrado. El lector envía señales de excitación a través de la piel al biosensor, que luego emite luz fluorescente en respuesta a la biomolécula presente. Los datos se transmiten a un teléfono inteligente para un registro personal encriptado y un seguimiento histórico. Los datos se pueden compartir de forma segura a través de redes digitales con proveedores de atención médica.
La plataforma de oxígeno Lumee™, la primera aplicación médica de la tecnología de biosensores, fue aprobada para la venta el año pasado en Europa y está ayudando a los especialistas en curación de heridas a rastrear el oxígeno en las extremidades inferiores de los pacientes que reciben tratamiento por isquemia crónica de las extremidades. El dispositivo tiene como objetivo evitar amputaciones al proporcionar información a los cuidadores sobre la disminución de los niveles de oxígeno en la extremidad de un paciente. Además de medir el oxígeno, la Dra. Wisniewski y sus colegas de Profusa están desarrollando biosensores para el control continuo de glucosa, lactato, dióxido de carbono y otras moléculas, con el fin de ampliar sus aplicaciones de biosensores en la salud y la enfermedad.
Acerca de Profusa Inc.
Profusa lidera el desarrollo de sensores de bioingeniería que se vuelven uno con el cuerpo para detectar y transmitir continuamente datos procesables de grado médico de la química corporal para uso personal y médico. Superando la respuesta de cuerpo extraño al monitoreo implantable para uso a largo plazo, sus biosensores integrados en tejido abren la puerta para acceder, conectar y aplicar la química corporal de formas sin precedentes, transformando la gestión de la salud y la enfermedad personal. La plataforma de oxígeno Lumee™ de Profusa tiene la marca CE para la venta en la UE para monitorear la perfusión de oxígeno tisular en el manejo clínico de la enfermedad arterial periférica y heridas crónicas. En los EE. UU., el Lumee es un dispositivo de investigación limitado por la ley de los EE. UU. al uso de investigación. Profusa Inc. es una empresa privada con sede en el sur de San Francisco, California. Consulte https://profusa.com para obtener más información.
La investigación se basa en el trabajo respaldado por DARPA, la Oficina de Tecnologías Biológicas (BTO) y la subvención ARO [W911NF-16-1-0341]. Las opiniones y conclusiones contenidas en este documento son las de los autores y no deben interpretarse como que representan necesariamente las políticas oficiales o los avales, ya sean explícitos o implícitos, de DARPA, BTO, ARO o el gobierno de los EE. UU. El gobierno de los EE. UU. está autorizado a reproducir y distribuir reimpresiones para fines gubernamentales a pesar de cualquier anotación de derechos de autor al respecto.
La investigación que se informa en este comunicado de prensa cuenta con el apoyo del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud con el número de concesión R01 EB016414. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.
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