¿Sabías que la rigidez de los órganos es un signo de posibles afecciones de salud? El ingeniero Xuanhe Zhao, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), lo explica con un ejemplo bien gráfico. “Un hígado sano es tambaleante, como un huevo pasado por agua. Uno enfermo se parece más a un huevo duro”, dice. Junto a un equipo multidisciplinario, el profesor de ingeniería mecánica de la mencionada institución desarrolla una innovadora pegatina de ultrasonido que detecta esas diferencias en el interior del cuerpo humano. Lo hace con una serie de ventajas sustanciales en comparación con los métodos ahora disponibles.

El adhesivo tiene el tamaño de una estampilla, aquellas que se pegan en los sobres. Los investigadores proponen su uso en distintas partes externas del cuerpo, en la piel, por ejemplo en el dorso de la mano. Según Zhao, desde allí “puede detectar estas diferencias en lo más profundo y proporcionar una alerta cuando se produce una falla orgánica”.

En esta entrevista exclusiva con Hipertextual, el investigador del MIT cuenta detalles de su ingenio y comparte los desafíos con los que su equipo se ha topado en el desarrollo de esta pegatina de ultrasonido. Además, revela los pasos que restan para iniciar los primeros ensayos en humanos.

¿Cómo funciona y para qué sirve la pegatina de ultrasonido?

El propósito de este ingenio es detectar signos de enfermedades en los órganos, como insuficiencia hepática o renal, además de la progresión de tumores sólidos. Según explica el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos, aquellas son masas anormales de tejido que, por lo general, no contienen áreas con quistes o líquidas.

La clave para el funcionamiento de la pegatina de ultrasonido es la presencia de un sensor que envía ondas sonoras a través de la piel hacia el cuerpo. Las mismas se reflejan en los órganos internos y regresan al adhesivo. Así, los patrones se leen como una señal de rigidez que, en este caso, puede medirse a tiempo completo.

Aquella es una de las ventajas fundamentales de este invento: la capacidad para realizar mediciones, más allá de instancias específicas, durante lapsos extensos. “Con esta pegatina portátil, podemos monitorear continuamente los cambios en la rigidez durante largos períodos de tiempo. Esto es de vital importancia para el diagnóstico temprano de la insuficiencia de órganos internos”, remarca el ingeniero mecánico del MIT.

Xuanhe Zhao: “Ha sido un desafío concebir una idea totalmente diferente a lo ya conocido”

Xuanhe Zhao, autor principal del estudio sobre la pegatina de ultrasonido. (Crédito: Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT)

A la espera de la aprobación para ensayos en humanos, la pegatina de ultrasonido ha sido testeada en ratones. La experiencia de laboratorio es prometedora. A comparación de elastografía —un tipo de prueba de imagen que examina los órganos para comprobar si están más rígidos de lo normal, según Medicine Plus—, permite controles durante 48 horas en forma continua. De ese modo, vigila eventuales cambios sutiles que podrían delatar la progresión de una enfermedad.

“Para las elastografías convencionales se usa una voluminosa sonda manual que toma instantáneas de pacientes estáticos en los hospitales. En este caso, nos dimos cuenta de que podíamos convertir las sondas de ultrasonido en parches delgados, y pegarlos al cuerpo con acopladores adhesivos suaves”, comenta Zhao en diálogo con esta publicación.

¿Cómo se puede explicar en forma simple el funcionamiento de la pegatina de ultrasonido?

Básicamente, envía ondas sonoras a los órganos y los hace vibrar ligeramente. Al capturar ese «bamboleo», podemos medir la rigidez.

¿Por qué vemos al adhesivo colocado en la mano y no en otra parte del cuerpo?

Eso es solamente una demostración. Podemos adherir las pegatinas de ultrasonido en varios lugares, en la piel, para medir la rigidez de los órganos correspondientes.

¿En qué casos se prevé usar este tipo de soluciones?

Puede haber muchas aplicaciones potenciales. Por ejemplo, se puede utilizar en pacientes que acaban de someterse a un trasplante de hígado. En ese caso, para el diagnóstico temprano de una posible insuficiencia hepática aguda o rechazo en la unidad de cuidados intensivos. La elastografía solo puede dar una medición instantánea. En cambio, la pegatina de ultrasonido puede brindar un seguimiento continuo del cambio de rigidez a lo largo de los días. El beneficio se resume así: instantánea versus monitoreo continuo.

Repasados los beneficios, ¿puede mencionarnos cuáles han sido los principales desafíos en este desarrollo?

Varios aspectos han sido desafiantes. Desde la concepción de la idea, pasando por el diseño y la posterior fabricación. Hemos enfrentado retos, como la búsqueda de la miniaturización. Además, lograr que la pegatina sea suave. El proceso consiste en concebir una idea que sea fundamentalmente diferente de las soluciones anteriores.

Anteriormente, se intentó crear sondas de ultrasonido delgadas y estirables. Pero, al hacerlas flexibles, la calidad de las imágenes se ve gravemente afectada. A nosotros se nos ocurrió algo fundamentalmente diferente. Una sonda de ultrasonido rígida y delgada, que funcione en compañía de un acoplador adhesivo suave. En ese camino, la investigación interdisciplinaria es crucial. Para este invento integramos materiales blandos, electrónica e imágenes biomédicas.

Ahora, ¿cuáles son los pasos a seguir? ¿Cuándo tienen previsto empezar a realizar pruebas en humanos?

Precisamos obtener aprobación parra esos ensayos. En concreto, estamos buscando la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) para esta tecnología. Necesitamos resolver varios desafíos. Por ejemplo, es un requisito estar en línea con las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP) que exige ese organismo.

Una pegatina de ultrasonido con potencial para salvar vidas y aliviar el trabajo de los médicos

«Utilizamos técnicas de fabricación avanzadas para cortar pequeños transductores a partir de materiales piezoeléctricos”, explicó Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica en el MIT. (Crédito: MIT/Cortesía de los investigadores)

Luego de las pruebas con animales, el equipo de especialistas trabaja con médicos para adaptar la pegatina de ultrasonido para su uso en pacientes que se recuperan de trasplantes de órganos. Es interesante notar que no anticipan muchos cambios en el diseño actual.

«La verdadera belleza de este sistema es que, dado que es portátil, permitiría un seguimiento liviano, adaptable y sostenido en el tiempo», celebró Shrike Zhang, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard, que no participó en el estudio. “Probablemente, permitiría a los pacientes sufrir menos mientras logran un seguimiento prolongado, casi en tiempo real, de la progresión de su enfermedad. También liberaría al personal hospitalario capacitado para realizar otras tareas importantes”, cerró en diálogo con la publicación oficial de aquella entidad.

Los coautores del estudio son Xiaoyu Chen y Chonghe Wang, ambos del MIT, y Hsiao-Chuan Liu, profesora de la Universidad del Sur de Califorrnia (USC). Los detalles del estudio, que contó con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU., fueron publicados recientemente en la revista Science Advances.

https://hipertextual.com/2024/05/pegatina-ultrasonido-mit-entrevista