Un nuevo sensor flexible desarrollado por ingenieros de la Universidad de California (UC) en Berkeley, Estados Unidos, puede mapear los niveles de oxígeno en sangre en grandes áreas de la piel, los tejidos y los órganos, lo que brindaría a los médicos una nueva forma de monitorear, en tiempo real, las heridas en proceso de cicatrización.

Cuando escuchas la palabra oxímetro, el nombre usado para los sensores de oxígeno en sangre, te vienen a la mente sensores de pinzas de dedo rígidos y voluminosos“, comentó Yasser Khan, estudiante egresado de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la UC Berkeley. “Queríamos romper con eso y mostrar que los oxímetros pueden ser livianos, delgados y flexibles“.

El sensor, descrito esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, está hecho de electrónica orgánica impresa en plástico flexible que se adapta a los contornos del cuerpo. A diferencia de los oxímetros de punta de dedo, el nuevo aparato puede detectar los niveles de oxígeno en la sangre en nueve puntos de una cuadrícula y puede colocarse en cualquier lugar de la piel. Según los investigadores, podría usarse a futuro para mapear la oxigenación de los injertos de piel, o para mirar a través de esta y así monitorear los niveles de oxígeno en órganos trasplantados.

Todas las aplicaciones médicas que usan monitoreo de oxígeno podrían beneficiarse de un sensor portátil“, dijo Ana Claudia Arias, profesora de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la UC Berkeley. “Los pacientes con diabetes, enfermedades respiratorias e incluso apnea del sueño podrían utilizar un sensor con la capacidad de usarse en cualquier lugar para controlar los niveles de oxígeno en la sangre 24/7“.

Los oxímetros existentes usan diodos emisores de luz (LED) para hacer brillar la luz roja y casi infrarroja a través de la piel y luego detectar la cantidad de luz que llega al otro lado. La sangre roja y rica en oxígeno absorbe más luz infrarroja, mientras que la sangre más oscura y pobre en oxígeno absorbe más luz roja. Al observar la proporción de luz transmitida, los sensores pueden determinar la cantidad de oxígeno en la sangre.

Estos oxímetros solo funcionan en áreas del cuerpo que son parcialmente transparentes, como las puntas de los dedos o las orejas, y solo pueden medir los niveles de oxígeno sanguíneo en un solo punto del cuerpo.

Las regiones gruesas del cuerpo, como la frente, los brazos y las piernas, apenas pasan la luz visible o infrarroja cercana, lo que hace que la medición de la oxigenación en estos lugares sea realmente un desafío“, indicó Khan.

En 2014, Arias y un grupo de estudiantes graduados demostraron que los LED orgánicos impresos se podían usar para crear oxímetros delgados y flexibles para las yemas de los dedos o de las orejas. Desde entonces, han impulsado su trabajo aún más, desarrollando una forma de medir la oxigenación en el tejido utilizando la luz reflejada en lugar de la luz transmitida. La combinación de ambas tecnologías les permitió crear el nuevo sensor portátil que puede detectar los niveles de oxígeno en la sangre en cualquier parte del cuerpo.

El innovador sensor está construido con una serie de LED orgánicos rojos e infrarrojos alternos y fotodiodos orgánicos impresos en un material flexible. El equipo usó el sensor para rastrear los niveles generales de oxígeno en la sangre en la frente de un voluntario que respiraba aire con concentraciones de oxígeno progresivamente más bajas —similar a lo que ocurre cuando se alcanza una altitud cada vez más elevada— y descubrió que se correspondían con aquellos que usaban un oxímetro estándar. También utilizaron el sensor para hacer un mapa de los niveles de oxígeno en la sangre en una cuadrícula de tres por tres en el antebrazo de un voluntario que lleva un brazalete de presión.

Después del trasplante, los cirujanos quieren medir que todas las partes de un órgano reciben oxígeno“, enfatizó Khan. “Si tienes un sensor, debes moverlo para medir la oxigenación en diferentes ubicaciones. Con una matriz, puedes saber de inmediato si existe un punto que no se está curando correctamente“.

 

Vía: University of California – Berkeley