Científicos han desarrollado un pequeño laboratorio debajo de la piel: un dispositivo minúsculo implantado debajo de la piel que proporciona un análisis inmediato de las sustancias del cuerpo, y un módulo de radio transmite los resultados a un médico a través de la red de telefonía móvil. Esta hazaña de la miniaturización tiene muchas aplicaciones potenciales, incluyendo monitorización de los pacientes sometidos a quimioterapia.
Los seres humanos son verdaderas fábricas de productos químicos – fabricamos miles de sustancias que transportarmos a través de la sangre. Algunas de estas sustancias se pueden utilizar como indicadores de nuestro estado de salud. Un equipo de científicos de la EPFL ha desarrollado un pequeño dispositivo implantado debajo de la piel que puede analizar la concentración de estas sustancias en la sangre. Puede detectar hasta cinco proteínas y ácidos orgánicos a la vez, y luego transmitir los resultados directamente a un dispositivo informático de un médico.
Este laboratorio debajo de la piel permitirá un nivel mucho más personalizado del que pueden proporcionar los análisis de sangre tradicionales. Los médicos serán capaces de controlar a los pacientes, especialmente aquellos con enfermedades crónicas o los que reciben quimioterapia. El prototipo, aún en fase experimental, ha demostrado que puede detectar de forma fiable sustancias comúnmente analizadas. Los resultados de la investigación fueron publicados y presentados 20 de marzo 2013 en la conferencia de electrónica más grande de Europa.
Algunos milímetros de tecnología
El dispositivo fue desarrollado por un equipo liderado por los científicos EPFL Giovanni de Micheli y Sandro Carrara. El implante, una verdadera joya de la tecnología concentrada, está a sólo unos pocos milímetros de profundidad, e incluye cinco sensores, un transmisor de radio y un sistema de suministro de energía. Fuera del cuerpo, un parche es utilizado como batería, proporcionando 1/10 vatios de potencia a través de la piel del paciente – por lo tanto no hay necesidad de cambiar la batería para que funcione.
La información se encamina a través de una serie de etapas, desde el cuerpo del paciente a la pantalla del ordenador del médico. El implante emite ondas de radio sobre una frecuencia segura.El parche recoge los datos y los transmite a través de Bluetooth a un teléfono móvil, que a continuación, las envía al médico través de la red móvil.
Un sistema que puede detectar numerosas sustancias
Se tuvo gran cuidado en el desarrollo de los sensores. Para capturar las sustancias objetivo en el cuerpo – tales como lactosa, glucosa, o ATP – la superficie de cada sensor se cubre con una enzima. «Potencialmente, podríamos detectar casi cualquier cosa», explica De Micheli. «Sin embargo, las enzimas tienen una vida útil limitada, y hay que diseñarlas para durar el mayor tiempo posible.» Las enzimas que se están probando son buenas para aproximadamente un mes y medio, que ya es tiempo suficiente para muchas aplicaciones. «Además, es muy fácil de quitar y reemplazar el implante, ya que es muy pequeño.»
Los componentes electrónicos son un gran reto también. «No fue fácil conseguir un sistema como este para trabajar en apenas una décima de vatio,» explica de Micheli. Los investigadores también trabajaron duro para diseñar la bobina eléctrica minúscula que recibe la energía del parche.
Hacia la quimioterapia personalizada
El implante podría ser particularmente útil en aplicaciones de quimioterapia. En la actualidad, los oncólogos utilizan análisis de sangre para evaluar la tolerancia de los pacientes a una dosis de tratamiento particular. En estas condiciones, es muy difícil de administrar la dosis óptima. De Micheli está convencido de que su sistema será un paso importante hacia una mejor y más personalizada medicina. «Se permitirá el seguimiento directo y continuo sobre la base de la tolerancia individual de un paciente, y no con tables de edad y peso o análisis de sangre semanales.»
En los pacientes con enfermedades crónicas, los implantes pueden enviar alertas, incluso antes de que aparezcan los síntomas, y anticipar la necesidad de medicación. «En un sentido general, nuestro sistema tiene un enorme potencial en los casos en que necesita la evolución de una patología a monitorizar o la tolerancia a un tratamiento probado.»
El prototipo ya ha sido probado en el laboratorio con cinco sustancias diferentes, y demostró ser tan fiable como los métodos de análisis tradicionales. Los investigadores esperan que el sistema estará disponible en el mercado dentro de 4 años.