Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST) en Wuhan, China, han desarrollado un sensor biodegradable inalámbrico del tamaño de una semilla de sésamo que podría transformar la monitorización de la salud cerebral tras lesiones o tratamientos contra el cáncer. Publicado en la revista Nature, este innovador dispositivo mide parámetros críticos como temperatura, pH, presión intracraneal y flujo sanguíneo, ofreciendo una alternativa menos invasiva a los sensores tradicionales con cables. Esta tecnología promete reducir riesgos de infección y la necesidad de cirugías adicionales.

Un sensor cerebral impresionante del tamaño de una semilla de sésamo

Los investigadores de HUST han creado un sensor cerebral biodegradable, del tamaño de una semilla de sésamo, diseñado para monitorear la salud del cerebro después de lesiones en la cabeza o tratamientos de cáncer. Publicado el 5 de junio en la revista Nature, el estudio describe cómo este diminuto sensor puede medir indicadores críticos de salud como temperatura, pH, presión intracraneal y flujo sanguíneo.

El sensor, que mide solo 2 milímetros por cada lado, funciona mediante una sonda de ultrasonido externa, eliminando la necesidad de cirugías invasivas para su implantación o extracción. Esta característica es particularmente significativa, ya que los sensores tradicionales con cables pueden conllevar riesgos de infección y requieren procedimientos quirúrgicos adicionales para su remoción.

Pruebas clínicas: Desempeño del sensor

Para evaluar el rendimiento y la biocompatibilidad del sensor, el equipo de investigación lo probó en ratas y cerdos. Cuando se implantó a 5 milímetros bajo el cráneo de las ratas, el sensor detectó con éxito cambios en la presión intracraneal y la temperatura, funcionando tan bien o incluso mejor que los sensores tradicionales con cables.

Por ejemplo, el sensor de gel registró con precisión los cambios de presión inducidos en los cerebros de las ratas al presionar sus vientres. De manera similar, detectó de manera fiable los cambios de temperatura cuando se aplicaban paquetes de calor o hielo cerca de las cabezas de las ratas.

En los cerdos, los sensores demostraron su sensibilidad al detectar cambios mínimos de presión causados por la respiración del animal, algo que los sondas con cables convencionales no pudieron lograr. Esto sugiere la precisión superior del sensor de gel y su potencial para una aplicación clínica más amplia.

El funcionamiento del sensor se basa en su composición de hidrogel. El hidrogel, comúnmente utilizado en la regeneración de tejidos y la administración de medicamentos, es suave y flexible, lo que lo hace ideal para implantes cerebrales.

El gel cambia de forma en respuesta a diferentes temperaturas, presiones y niveles de pH. Estos cambios de forma son detectados por una sonda de ultrasonido externa, una herramienta estándar en la imaginería médica, permitiendo una monitorización en tiempo real de las condiciones cerebrales sin procedimientos invasivos.

Implantación cerebral biodegradable

La biodegradabilidad del sensor es una ventaja significativa. Comienza a disolverse en el cerebro después de cinco semanas y se descompone completamente en solución salina tras cuatro meses, eliminando la necesidad de extracción quirúrgica y reduciendo considerablemente el riesgo de infecciones y complicaciones asociadas con los sensores tradicionales con cables.

A pesar de los resultados prometedores, los investigadores reconocen la necesidad de más estudios para asegurar la seguridad y eficacia del sensor en humanos. Julia Körner, desarrolladora de sensores biomédicos basados en hidrogel en la Universidad Leibniz de Hannover, subraya la importancia de investigar si los subproductos formados al descomponerse el sensor son dañinos o pueden acumularse en otras partes del cuerpo.

El equipo de investigación planea refinar el sensor para asegurar su estabilidad durante períodos más largos y explorar opciones de fabricación a gran escala. También están discutiendo con clínicos las mejores maneras de integrar esta tecnología en la práctica clínica.

Reflexiones adicionales

Este sensor biodegradable e implantable representa un avance significativo en el campo de la salud cerebral, especialmente para pacientes con traumatismos craneales o que están recibiendo tratamientos contra el cáncer. Su diseño innovador y menos invasivo podría mejorar significativamente la calidad de vida de estos pacientes al reducir el riesgo de infecciones y la necesidad de múltiples cirugías.

Además, la capacidad del sensor para medir con precisión parámetros críticos en tiempo real podría proporcionar a los médicos datos vitales para tomar decisiones informadas sobre el tratamiento. La investigación futura y las pruebas en humanos serán cruciales para determinar la viabilidad a largo plazo de esta tecnología.

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