Los científicos han desarrollado y han probado con éxito un pequeño biosensor que puede detectar biomarcadores vinculados a lesiones cerebrales traumáticas.
En un estudio publicado en la revista Small, los investigadores de la Universidad Estatl de Ohio han señalado que su biosensor a prueba de agua incluye una combinación de características sin precedentes que puede permitirle detectar cambios en las concentraciones de varios químicos en el cuerpo y enviar los resultados a los investigadores en tiempo real.
Se trata de un chip flexible y más delgado que un cabello humano, lo que lo hace mínimamente invasivo para su uso en el cerebro. "Tenemos un largo camino por recorrer desde nuestras pruebas en el laboratorio, pero estos hallazgos son muy alentadores", ha declarado el coautor del estudio, Jinghua Li.
Aunque un biosensor como el que desarrolló el equipo podría tener muchos usos potenciales, los investigadores se han enfocado particularmente en cómo el sensor podría usarse para monitorear pacientes con lesiones cerebrales traumáticas.
Se trata de un chip flexible y más delgado que un cabello humano, lo que lo hace mínimamente invasivo para su uso en el cerebro
Después de tal lesión, puede ocurrir un daño secundario que puede detectarse por cambios en las concentraciones de iones de sodio y potasio en el líquido cefalorraquídeo del cerebro. “Queremos un biosensor que pueda monitorear continuamente los tejidos cerebrales para detectar cambios en las concentraciones de iones en el líquido cefalorraquídeo”, ha señalado Li.
Los investigadores han probado el biosensor en una solución artificial que crearon para imitar el líquido cefalorraquídeo y descubrieron que podía detectar con precisión cambios en los niveles de iones de potasio y sodio. Además, el equipo también ha probado el biosensor en suero sanguíneo humano, en el que controlaron con éxito los niveles de pH.
¿CÓMO FUNCIONA?
El chip cuenta con componentes electrónicos conocidos como transistores de efecto de campo que, al detectar la sustancia química de interés, producen una señal eléctrica que puede detectarse y analizarse fuera del cuerpo.
“Cuando creamos un sensor bioquímico, queremos asegurarnos de que el dispositivo solo responda a los productos químicos específicos que nos interesan e ignore la diafonía de otros biomarcadores. Eso es difícil de hacer en un sistema complejo como nuestro cuerpo”, ha añadido Li.
Si bien un biosensor debe ser capaz de detectar cambios en los fluidos del cerebro, la electrónica del chip debe protegerse de estos mismos fluidos.
Según el estudio, una encapsulación resistente al agua hecha de una película delgada de dióxido de silicio, forjada a temperaturas superiores a los 1.000 grados centígrados, proporcionó una alta integridad estructural como materiales de barrera en un entorno fluido.
Los investigadores han probado el material de varias maneras, como colocándolo en fluidos calientes y en sustancias con diferentes niveles de pH. Los hallazgos sugieren que la encapsulación a prueba de agua con un grosor de varios cientos de nanómetros podría durar al menos algunos años a temperatura corporal y posiblemente mucho más. El estudio también sugiere que el mayor problema en este momento es con los elementos de detección química, que funcionarían solo por unas pocas semanas.