Las lesiones no pueden curarse sin una afluencia constante del ingrediente clave de la sangre: el oxígeno.
En este sentido, ingenieros de la Universidad de California en Berkeley (UC Berkeley) desarrollaron un sensor flexible que puede “mapear” los niveles de oxígeno en la sangre en áreas de la piel, en tejidos y en los órganos, lo que podría brindar a los médicos una nueva forma de controlar, en tiempo real, las heridas en proceso de curación.
“Cuando escuchas la palabra oxímetro, te llega a la mente el nombre de sensores de oxígeno en sangre, sensores de pinzas de dedo rígidos y voluminosos”, dijo Yasser Khan, un estudiante graduado en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en UC Berkeley. “Queríamos romper con esas incomodidades y mostrar que los oxímetros pueden ser livianos, delgados y flexibles”.
El sensor, descrito en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, está compuesto de electrónica orgánica impresa en plástico flexible que se adapta a los contornos del cuerpo. A diferencia de los aparatos convencionales, el nuevo dispositivo puede detectar los niveles de oxígeno en la sangre en nueve puntos de una cuadrícula y puede ser colocado en cualquier parte de la piel. Según los investigadores, podría usarse potencialmente para registrar la oxigenación de los injertos de piel, o para mirar a través de ella y revisar los niveles de oxígeno en los órganos trasplantados.
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 en la sangre en un solo punto del cuerpo.
“Las regiones gruesas del cuerpo, como la frente, los brazos y las piernas, donde apenas pasa la luz visible o infrarroja cercana, hace que la medición de la oxigenación en estos lugares sea realmente un desafío”, dijo Khan.
En 2014, Ana Claudia Arias, profesora de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la UC Berkeley, y su equipo de estudiantes graduados demostraron que los LED orgánicos impresos se pueden 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 las dos tecnologías les permitió crear el nuevo sensor portátil que puede detectar los niveles de oxígeno en la sangre en cualquier parte del cuerpo.
El nuevo sensor está construido con una serie de LED orgánicos rojos e infrarrojos que se encuentran alternados, y por fotodiodos orgánicos, todo ellos 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 la altura, y descubrió que los datos registrados correspondía con los de un oxímetro estándar.
“Después del trasplante, los cirujanos quieren medir que todas las partes de un órgano reciben oxígeno”, dijo Khan. “Si tienes un sensor, debes moverlo para medir la oxigenación en diferentes ubicaciones. Con este dispositivo, podríamos saber de inmediato si hay un punto que no se está curando correctamente”.
“Todas las aplicaciones médicas que requieren vigilar constantemente los niveles de oxígeno podrían beneficiarse de un sensor portátil”, dijo Arias. “Los pacientes con diabetes, enfermedades respiratorias e incluso apnea del sueño podrían usar un sensor adherible en cualquier región de la piel, para controlar los niveles de oxígeno en la sangre las 24 horas del día”.