Pequeño sensor podría guiar agujas a través del cuerpo, monitorear la salud desde lejos

Realice una biopsia en estos días y es probable que su médico tenga que noquearlo, cortar una parte de usted y buscar el tejido necesario. Pero, ¿qué pasaría si un pequeño sensor pudiera guiar una aguja, mapeando su interior a medida que avanza, todo mientras usted (y su médico) miran en una pantalla de video?

Esa es la promesa de un nuevo dispositivo, del tamaño de un grano de arena, que puede transmitir una señal inalámbrica hasta a 25 centímetros de distancia. El trabajo también podría tener implicaciones para medir la presión arterial y rastrear cómo se metabolizan los medicamentos dentro del cuerpo, dicen los investigadores.

El dispositivo es "realmente emocionante", dice Nako Nakatsuka, un químico que desarrolla biosensores en miniatura para medir compuestos cerebrales en ETH Zürich y que no participó en el estudio. La capacidad de maniobrar dentro del cuerpo con una interrupción mínima, dice, "es genial".

El nuevo sensor, cuyo funcionamiento se describe hoy en Science, se compone de dos imanes: uno está fijado a una carcasa de plástico, el otro puede girar y oscilar. Un dispositivo externo utiliza bobinas electromagnéticas para crear un campo magnético que mueve el segundo imán. Luego, el dispositivo recopila lecturas, como la temperatura y la presión, midiendo los cambios en este segundo imán.

"El diseño del sensor es realmente inteligente y bastante creativo: piensa fuera de la caja", dice Montserrat Calleja Gómez, física que desarrolla sensores nanomecánicos en el Instituto de Micro y Nanotecnología de Madrid que no participó en el estudio.

Luego, los investigadores probaron su minisensor en una variedad de entornos. En un experimento inusual, pegaron el rastreador en la espalda de una abeja. Incluso a la alta velocidad a la que vuelan las abejas, el dispositivo pudo rastrear con precisión los movimientos del insecto. "Fue posible rastrear el camino y la orientación [de las abejas en vuelo]", dice el coautor Jürgen Rahmer, físico de Philips Research. "Funcionó asombrosamente bien".

El equipo de Rahmer también colocó el sensor en la punta de una aguja de biopsia y lo inyectó en una gran gota de gelatina similar a un tejido para ver si el sensor podía ayudar a guiar los instrumentos médicos. El sensor siguió con precisión la aguja y, al proporcionar un mapa de dónde estaba la aguja, permitió a los científicos navegar hasta un área objetivo (en este caso, una bola blanca ficticia dentro de la mancha). En el mundo real, el sensor podría guiar agujas de biopsia, catéteres y otros instrumentos al objetivo exacto para administrar el tratamiento, recolectar muestras de células o diseccionar un trozo de tejido, dicen los autores.

Si se traga el sensor, también podría monitorear cambios en tiempo real dentro del cuerpo, como si las personas con problemas gastrointestinales están respondiendo a los medicamentos o experimentando brotes, dice el equipo.

Sin embargo, el aspecto más emocionante, dice Nakatsuka, es la capacidad del sensor para medir la presión, lo que algún día podría permitir a los médicos detectar cambios en la presión arterial dentro de los vasos sanguíneos, lo que podría proporcionar una forma más continua de controlar la presión arterial, dice.

La distancia a la que pueden estar las bobinas de detección del sensor también es un gran avance, dice Calleja Gómez. Los investigadores pudieron detectar una señal a una distancia de hasta unos 25 centímetros, mejorando las tecnologías inalámbricas anteriores que solo pueden estar a una distancia de hasta 5 centímetros, señala. Ampliar esta distancia podría, por ejemplo, facilitar a los pacientes el seguimiento de su presión arterial en casa, dicen los autores.

El dispositivo también es relativamente barato, cuesta entre $ 1 y $ 100, según el tiempo que deba permanecer en el cuerpo, y lo fácil que es fabricarlo, dicen los autores. "Puedo hacerlo en la mesa de la cocina", dice el coautor del estudio Bernhard Gleich, físico de Philips. Además de los imanes, dice: "Solo necesitas un poco de tubo de plástico, un poco de cuerda y un poco de adhesivo y lo unes todo".

Aún así, Gleich estima que podrían pasar de 5 a 8 años antes de que el dispositivo se use en humanos para las aplicaciones más simples. Todavía se necesita mucho trabajo para garantizar que los sensores no solo funcionen correctamente, sino que también no dañen a las personas.

Nakatsuka dice que los ensayos deberían verificar que el dispositivo no provoque una reacción negativa del sistema inmunitario ni altere el flujo sanguíneo normal. Aún así, dice, las posibilidades son emocionantes. "Creo que tiene el potencial de llegar a lugares a los que no podíamos ir antes".