Biosensores y su salud

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Tu cuerpo te alerta sobre muchos aspectos de tu salud. El gruñido de tu estómago te cube cuándo comer. Un bostezo potente te hace saber que estás cansado. Su cuerpo emite muchas otras señales valiosas, pero requiere tecnología para detectarlas. Los científicos están buscando nuevas formas de rastrear y usar las señales de su cuerpo para mejorar su salud y controlar enfermedades.

Los rastreadores de actividad física y los contadores de pasos ahora ayudan a las personas a desarrollar y mantener hábitos saludables. Estos dispositivos también han abierto puertas para que las personas participen en la investigación en salud. Ahora, los investigadores están diseñando dispositivos más avanzados llamados biosensores que miden signos de salud biológicos, químicos y físicos.

“La variedad de biosensores utilizados por investigadores, médicos y personas de todos los ámbitos de la vida está creciendo”, cube la Dra. Šeila Selimović, experta en biosensores de los NIH. “Algunos aceleran los resultados de las pruebas para que los tratamientos puedan iniciarse rápidamente. Otros brindan los beneficios del monitoreo continuo de las condiciones de salud. [Biosensors] funcionan de maneras fascinantes. [They use] atracción química, corrientes eléctricas, sistemas de detección de luz y tecnologías compactas de detección inalámbrica”.

El termómetro de mercurio es una de las primeras tecnologías de biosensores utilizadas en medicina. En los termómetros modernos, el mercurio ha sido reemplazado por sondas sensibles a la temperatura más seguras. Pero el objetivo sigue siendo el mismo: detectar cambios en la temperatura de tu cuerpo.

Otro biosensor común que se usa en el hogar es la prueba de embarazo. Las pruebas de embarazo caseras usan tiras que cambian de colour para detectar el embarazo hormonas en la orina Las pruebas de embarazo todavía se hacen en los consultorios médicos. Pero la prueba casera se ha convertido en una alternativa confiable desde que se introdujo por primera vez hace más de 40 años.

La prueba rápida de estreptococo es otro biosensor de uso común. Si tiene dolor de garganta, es posible que su médico quiera usar uno para detectar bacterias llamadas estreptococos. La prueba rápida de estreptococo puede proporcionar resultados a partir de un hisopo de la parte posterior de la garganta en unos pocos minutos, con un 95 % de precisión. Su médico aún puede enviar un hisopo de garganta a un laboratorio para confirmar un resultado positivo de la prueba. Pero pueden usar los resultados de la prueba rápida para comenzar el tratamiento de inmediato.

En partes del mundo donde la atención médica pública no está disponible, los investigadores esperan introducir pruebas rápidas para personas que viven en regiones remotas para detectar infecciones como la influenza, el VIH y la hepatitis C. Las nuevas tecnologías de biosensores ahora se pueden combinar con teléfonos inteligentes. cámaras y señalización inalámbrica. Estos avances hacen que las pruebas de salud sean más portátiles y asequibles que los equipos de laboratorio.

Los biosensores también se pueden usar para monitorear continuamente una condición de salud. Los monitores de oxígeno en sangre ahora se encuentran en hospitales y en los hogares de los pacientes. Estos dispositivos detectan cambios en el nivel de oxígeno en el torrente sanguíneo. Una caída rápida de oxígeno puede causar lesiones cerebrales y requiere atención médica rápida. Los monitores de oxígeno en sangre son ideales para las personas con afecciones pulmonares y cardíacas, las que se someten a anestesia o las que reciben tratamiento en cuidados intensivos, neonatales o de emergencia. Se pueden usar otros biosensores para monitorear continuamente sus niveles de azúcar en la sangre (para controlar la diabetes), la presión arterial o la frecuencia cardíaca.

Los sensores flexibles están haciendo posibles aún más tipos de monitoreo. Un equipo de ingenieros, dirigido por el Dr. Patrick Mercier y el Dr. Joseph Wang de la Universidad de California en San Diego, está desarrollando un sensor versatile que mide los niveles de alcohol en la sangre. Parece un tatuaje temporal. El sensor libera una sustancia química que promueve el sudor en la piel y detecta el alcohol en el sudor. Luego, el sensor envía la información de forma inalámbrica a una computadora portátil o dispositivo móvil. Otros grupos están desarrollando dispositivos similares para monitorear la fibrosis quística y otras enfermedades y condiciones.

En la Universidad de Minnesota, un grupo de investigadores dirigido por el Dr. Michael McAlpine ha desarrollado tintas para sensores de impresión 3D que son flexibles, estirables y sensibles. Estos sensores se pueden utilizar para detectar movimientos humanos, como flexionar un dedo. Pueden imprimirse directamente sobre la piel y usarse para detectar señales corporales, como un pulso. También pueden detectar sustancias químicas en el medio ambiente y usarse para advertir sobre peligros.

NIH también apoya la investigación para usar sensores para recopilar datos sobre factores ambientales y de otro tipo involucrados en el asma infantil. Estos sistemas de sensores monitorean a qué están expuestos los niños y las reacciones de su cuerpo. Por ejemplo, el Dr. Zhenyu Li, ingeniero biomédico de la Universidad George Washington, está desarrollando un sensor que se puede usar en la muñeca de un niño para detectar formaldehído, un contaminante del aire que puede provocar asma.

“Los investigadores no tienen herramientas en este momento que puedan monitorear los desencadenantes ambientales, las respuestas fisiológicas y el comportamiento sin interrumpir las actividades normales”, cube Li. Hay muchos desencadenantes diferentes del asma, explica. Espera tener un prototipo de sensor portátil que él y sus socios clínicos puedan comenzar a probar con pacientes. También está trabajando en un dispositivo que se puede colocar en el hogar de un niño para detectar múltiples contaminantes del aire, como los que se encuentran en el humo del tabaco y algunos productos de madera manufacturados, como pisos y muebles.

Los biosensores también se pueden colocar dentro de su cuerpo. La Dra. Natalie Wisniewski, ingeniera biomédica de una empresa de dispositivos médicos en San Francisco llamada Profusa, está desarrollando sensores en miniatura que se pueden inyectar debajo de la piel. Estos sensores rastrean automáticamente los químicos en su cuerpo sin sacar sangre. Escanean continuamente múltiples factores a la vez. Normalmente, debe permanecer en un hospital para controlar continuamente la química de su cuerpo. Con esta tecnología, se puede acceder a la información sobre los químicos en su cuerpo las 24 horas del día, desde cualquier lugar.

Una vez colocados debajo de la piel, estos biosensores pueden durar de meses a años. Pueden monitorear varias funciones corporales a través de cambios químicos. Toda esta información se puede recopilar en una aplicación de teléfono celular y compartir con su médico, un cuidador o cualquier otra persona que elija.

“Los sensores de salud tienen el potencial de mejorar drásticamente la forma en que practicamos la medicina y cambiar el enfoque de los tratamientos reactivos al mantenimiento preventivo”, explica Wisniewski.

Los biosensores se están convirtiendo rápidamente en parte de nuestras rutinas normales de atención médica. Las nuevas tecnologías de sensores están abriendo caminos hacia una mejor salud. Los investigadores están trabajando para desarrollar los biosensores del mañana. Estos podrían proporcionar acceso a una mejor salud en formas que aún no podemos imaginar.

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