Los investigadores del MIT y del Hospital Brigham and Women's han construido un sensor flexible que puede enrollarse y tragarse. Tras la ingestión, el sensor se adhiere a la pared del estómago o al revestimiento intestinal, donde puede medir las contracciones rítmicas del tracto digestivo.
Tales sensores podrían ayudar a los médicos a diagnosticar trastornos gastrointestinales que ralentizan el paso de los alimentos a través del tracto digestivo. También podrían usarse para detectar la presión de los alimentos en el estómago, ayudando a los médicos a controlar la ingesta de alimentos por parte de los pacientes tratados por obesidad.
Los dispositivos flexibles se basan en materiales piezoeléctricos, que generan corriente y voltaje cuando se deforman mecánicamente. También incorporan polímeros con una elasticidad similar a la de la piel humana, para que puedan adaptarse a la piel y estirarse cuando la piel se estira.
En un estudio que aparece en la edición del 10 de octubre de Ingeniería biomédica de la naturaleza , los investigadores demostraron que el sensor permanece activo en los estómagos de los cerdos por hasta dos días. La flexibilidad del dispositivo podría ofrecer una mayor seguridad en dispositivos ingeribles más rígidos, dicen los investigadores.
"Tener flexibilidad tiene el potencial de impartir seguridad significativamente mejorada, simplemente porque facilita el tránsito a través del tracto gastrointestinal", dice Giovanni Traverso, un afiliado de investigación en el Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT, un gastroenterólogo e ingeniero biomédico enBrigham and Women's Hospital, y uno de los autores principales del artículo.
Canan Dagdeviren, profesor asistente en el Laboratorio de Medios del MIT y director del grupo de investigación de Decodificadores Conformables, es el autor principal del artículo y uno de los autores correspondientes. Robert Langer, Profesor del Instituto David H. Koch y miembro del KochInstituto, también es autor del artículo.
Flexiona esos sensores
Traverso y sus colegas han desarrollado previamente dispositivos ingeribles que pueden usarse para monitorear signos vitales o administrar medicamentos al tracto digestivo. Con el objetivo de desarrollar un sensor más flexible que pueda ofrecer una mayor seguridad, Traverso se asoció con Dagdeviren, quien desarrolló previamentedispositivos electrónicos flexibles, como un sensor de presión arterial portátil y recolectores de energía mecánicos flexibles.
Para hacer el nuevo sensor, Dagdeviren primero fabrica circuitos electrónicos en una oblea de silicio. Los circuitos contienen dos electrodos: un electrodo de oro colocado sobre un material piezoeléctrico llamado PZT, y un electrodo de platino en la parte inferior del PZT. Una vez que el circuito estáfabricado, puede extraerse de la oblea de silicio e imprimirse en un polímero flexible llamado poliimida.
El sensor ingerible que los investigadores diseñaron para este estudio mide 2 por 2.5 centímetros y se puede enrollar y colocar en una cápsula que se disuelve después de ser ingerido.
En las pruebas en cerdos, los sensores se adhirieron con éxito al revestimiento del estómago después de ser entregados endoscópicamente. A través de cables externos, los sensores transmitieron información sobre cuánto voltaje generó el sensor piezoeléctrico, a partir del cual los investigadores pudieron calcular cuánto se movía la pared del estómago, así como distinguir cuándo se ingirieron alimentos o líquidos.
"Por primera vez, demostramos que un dispositivo piezoeléctrico flexible puede permanecer en el estómago hasta dos días sin degradación eléctrica o mecánica", dice Dagdeviren.
monitorización de la motilidad
Este tipo de sensor podría facilitar el diagnóstico de trastornos digestivos que deterioran la motilidad del tracto digestivo, lo que puede provocar dificultad para tragar, náuseas, gases o estreñimiento.
Los médicos también podrían usarlo para ayudar a medir la ingesta de alimentos de los pacientes que reciben tratamiento para la obesidad ". Tener una ventana a lo que un individuo está ingiriendo realmente en casa es útil, porque a veces es difícil para los pacientes realmente compararse y saber cuántose está consumiendo ", dice Traverso.
En futuras versiones del dispositivo, los investigadores planean recolectar parte de la energía generada por el material piezoeléctrico para alimentar otras funciones, incluidos sensores adicionales y transmisores inalámbricos. Dichos dispositivos no requerirían una batería, lo que mejoraría aún más su seguridad potencial.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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