Seattle – Un ingeniero-cirujano de UW Medicine está colaborando en el diseño de un sensor inalámbrico minúsculo que podría ubicarse dentro del conducto lagrimal para monitorear constantemente el cuerpo buscando señales de enfermedades.
“Sí, los ojos son la ventana del alma, pero las lágrimas tienen su propia historia que contar”, destaca la descripción del proyecto.
El doctor Tueng Shen, cirujano de ojos y bioingeniero de UW Medicine, explicó que las lágrimas se producen de forma constante y pueden revelar información de salud similar a la que los médicos obtienen al analizar la sangre.
“Lloramos todo el tiempo, no solo cuando sentimos tristeza, y las lágrres son muy similares a la sangre”, señaló Shen. “Al igual que la saliva y el sudor, la película lagrimal contiene biomarcadores – proteínas, moléculas y otras sustancias que reflejan lo que ocurre en el cuerpo”.
Shen está liderando el desarrollo de un biosensor microscópico que se instalaría dentro del conducto lagrimal, un espacio de entre 1 y 2 milímetros de ancho, para analizar el líquido lagrimal en busca de biomarcadores asociados a enfermedades de forma continua. Este proyecto está financiado por ARPA-H, la Agencia Federal de Investigación Avanzada en Salud, enfocada en la innovación en el ámbito médico.
En la fase de prueba del concepto, el sensor se enfocaría en detectar dos indicadores clave: la inflamación y los niveles de azúcar en la sangre. La inflamación se mediría mediante una molécula llamada IL-6, relevante para diversas condiciones, incluida la enfermedad del ojo seco. Shen mencionó que los niveles de azúcar en las lágrimas coinciden con los de la sangre, lo que abre la posibilidad de un método no invasivo para monitorear enfermedades crónicas como la diabetes.
“Podríamos analizar los componentes de las lágrimas minuto a minuto, casi de forma continua”, destacó Shen.
El sensor implantable estaría programado para identificar proteínas o moléculas específicas, y necesitaría funcionar, alimentarse y transmitir datos de salud de forma inalámbrica durante al menos seis meses, según la dirección de ARPA-H. El equipo está explorando si el sensor podría aprovechar la energía del propio cuerpo.
“Esto impulsa nuestros límites de ingeniería”, dijo Shen. “Pero estoy emocionado porque si podemos lograrlo en un espacio tan pequeño como un conducto lagrimal, podríamos aplicar la misma tecnología en áreas más grandes, como la piel o el intestino. Veo esto como una plataforma para el monitoreo general de la salud si logramos que esta prueba funcione”.
El diseño se basa en un tapón comúnmente utilizado en el conducto lagrimal inferior, como terapia para el ojo seco. Dado que estos tapones son generalmente bien tolerados y pueden permanecer en su lugar durante alrededor de seis meses, el equipo de investigación busca que el biosensor tenga la misma vida útil. El procedimiento de inserción requeriría cirugía mínima y anestesia ligera.
El dispositivo se fabricaría utilizando técnicas de impresión 3D desarrolladas por la Universidad de Northwestern. Esta universidad es uno de los tres institutos colaboradores del proyecto, junto con UW y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.
El rol de Shen incluye proporcionar parámetros clínicos para los sensores del dispositivo, incluyendo la obtención de la química de las lágrimas para definir el rango de concentración de los biomarcadores. La participación de UW forma parte de un programa destinado a unir más directamente la ingeniería con la medicina, formalmente llamado KEMi, la Iniciativa de Medicina Basada en Ingeniería Kren. La iniciativa más amplia de ARPA-H que respalda el trabajo se llama OCULAB y se identifica como ARPA-H-SOL-25-115.
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