Por primera vez, un equipo de investigadores dirigidos por ingenieros de la Universidad de Tufts han integrado sensores a nanoescala, electrónica y microfluídos en hilos – que van desde algodón simple hasta sofisticados materiales sintéticos – que pueden ser suturados a través de múltiples capas de tejido para recopilar datos de diagnóstico de forma inalámbrica en tiempo real, de acuerdo con un artículo publicado el 18 de julio en Microsystems y Nanoengineering. La investigación sugiere que la plataforma de diagnóstico basada en fibras podría ser un sustrato eficaz para una nueva generación de dispositivos de diagnóstico implantables y sistemas portátiles inteligentes.
Los investigadores utilizaron una variedad de hilos conductores que fueron sumergidos en compuestos químicos y fueron conectados a un circuito electrónico inalámbrico para crear una plataforma flexible que es suturada en el tejido de ratas, así como in vitro. Los hilos recogieron datos sobre la salud del tejido (por ejemplo, presión, tensión, deformación y temperatura), los niveles de pH y de glucosa que pueden ser utilizados para determinar si una herida se está curando, por ejemplo, si la infección está creciendo, o si la química del cuerpo está desequilibrada. Los resultados fueron transmitidos de forma inalámbrica a un teléfono móvil y a un ordenador.
La plataforma tridimensional es capaz de adaptarse a estructuras complejas, como órganos, heridas o implantes ortopédicos.
Aunque se necesitan más estudios en una serie de áreas, incluyendo la investigación sobre la biocompatibilidad a largo plazo, los investigadores dijeron que los resultados iniciales sugieren la posibilidad de optimizar los tratamientos específicos para cada paciente.
“La capacidad para suturar un dispositivo de diagnóstico basado en hilos en un entorno de tejido u órgano en tres dimensiones añade una característica única que no está disponible con otras plataformas de diagnóstico flexibles“, dijo Sameer Sonkusale, Ph.D., uno de los autores del artículo y director del Nano Lab del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts. “Creemos que los dispositivos basados en hilo podrían ser utilizados como suturas inteligentes para implantes quirúrgicos, vendas inteligentes para controlar la cicatrización de las heridas o como monitores de salud personalizados“.
Hasta ahora, la estructura de sustratos para dispositivos implantables ha sido esencialmente de dos dimensiones, lo que limita su utilidad para el tejido plano como la piel, según el artículo. Además, los materiales de esos sustratos son caros y requieren un procesamiento especializado.
“Por el contrario, el hilo es abundante, barato, delgado y flexible, y puede ser manipulado fácilmente en formas complejas“, dijo Pooria Mostafalu, Ph.D., primer autor del artículo, que era estudiante de doctorado en Tufts cuando trabajaba en el proyecto y ahora es un investigador postdoctoral en la División Harvard-MIT de Ciencias de la Salud y Tecnología, del Brigham and Women’s Hospital y del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de la Universidad de Harvard. “Además, los analitos pueden ser suministrados directamente al tejido mediante la utilización de las características naturales de absorción del hilo“.
..Susana Calvo
