Un dispositivo prototipo que puede medir el líquido intersticial utiliza microagujas. Crédito: Mark Friedel
Según los investigadores, el líquido intersticial puede servir como una alternativa a la sangre para controlar la salud y el bienestar.
El próximo nivel de monitoreo continuo de la salud podría estar justo debajo de la superficie de la piel.
Según los ingenieros biomédicos de la Universidad de Cincinnati, el líquido intersticial, que es el líquido que rodea las células, los tejidos y los órganos del cuerpo, puede ser un recurso valioso para la detección temprana de enfermedades o el seguimiento de la salud a largo plazo.
En un artículo publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, describieron las ventajas potenciales y los desafíos tecnológicos del uso de líquido intersticial.
“La razón por la que lo vemos como un fluido de diagnóstico valioso es el acceso continuo. Con sangre, no es fácil tomar lecturas continuas”, dijo Mark Friedel, un graduado de doctorado de la UC y coautor principal del estudio.
“¿Te imaginas pasar el día con una aguja en la vena todo el día? Así que necesitamos otras herramientas”.
Los investigadores están buscando alternativas para monitorear la salud y el bienestar de una persona. El sudor es una buena manera de medir cosas como el estrés o la ansiedad porque contiene hormonas como el cortisol. Pero el cuerpo es tacaño con otras sustancias químicas que no se liberan tan fácilmente en el sudor, dijo Friedel.
«Las glándulas sudoríparas son grandes filtros que no dejan pasar todo», dijo. “Entonces, más de la mitad de las cosas que queremos monitorear no tienen acceso al sudor”.
El profesor de la Universidad de Cincinnati, Jason Heikenfeld, estudia tecnología portátil en su laboratorio de dispositivos innovadores. Crédito: Andrew Higley/UC
La sangre es el estándar de oro para el control de la salud. Pero las personas también tienen litros de líquido intersticial que representan hasta el 15 % de su peso corporal.
“La característica principal de la sangre que la hace tan ventajosa es que entendemos muy bien la sangre”, dijo Friedel. “Si tiene algo en la sangre, sabemos lo que le va a pasar a su corazón oa su hígado”, dijo.
Los investigadores dijeron que el líquido intersticial contiene muchas de las mismas sustancias químicas en las mismas proporciones que la sangre, lo que ofrece una alternativa potencial al costoso y laborioso trabajo de laboratorio.
El estudio describió las diversas formas en que los médicos pueden recolectar muestras de líquido intersticial, desde aplicar succión en la piel hasta implantar microdiálisis.
«Como ingenieros biomédicos, uno de nuestros mayores objetivos es ayudar a las personas a manejar mejor su salud al hacer que los diagnósticos sean más accesibles», dijo el coautor Ian Thompson de la Universidad de Stanford.
“Una barrera importante para esta accesibilidad es que la mayoría de los diagnósticos actuales se basan en muestras de sangre, lo que puede ser doloroso y requiere personal capacitado para realizarlo. Por lo tanto, en los últimos años, ha habido un interés creciente en utilizar el líquido intersticial justo debajo de la piel como una muestra de diagnóstico que es más accesible y menos dolorosa de extraer».
En el Laboratorio de Nuevos Dispositivos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC, el profesor Jason Heikenfeld, los estudiantes están desarrollando sensores para medir hormonas y otras sustancias químicas en el líquido intersticial. Usan microagujas de menos de 1 milímetro de largo que perforan la piel a través de un pequeño parche.
“Si tuviera una astilla, probablemente se hundió más profundamente en su piel que nuestras microagujas”, dijo Friedel. “Normalmente son indoloros. No lo siento la mayor parte del tiempo. La parte más incómoda es quitar la cinta que sujeta el dispositivo”.
Pero incluso si no sabes que está ahí, tu cuerpo sí lo sabe, dijo Friedel. Y esta diminuta reacción puede afectar los resultados de la prueba.
“Hay un efecto observador de Schrödinger con líquido intersticial. Cada vez que intenta recolectarlo y medirlo, inherentemente cambia el fluido en sí mismo”, dijo Friedel. “Si te clavas una aguja en la piel, tu cuerpo se inflama y luego tu [sample] los niveles cambian. Para el biomonitoreo continuo, queremos saber cómo se ven esas concentraciones cuando no te pinchan con una aguja diminuta.
«Es por eso que es un líquido tan desafiante que no se ha usado fuera del control de la diabetes».
Aún así, dicen los investigadores, el líquido intersticial es una gran promesa para el control de la salud a través de la tecnología portátil. Esto puede ayudar a los médicos a realizar un seguimiento de la eficacia de los medicamentos para garantizar la dosificación adecuada o proporcionar un diagnóstico temprano de la enfermedad mediante el control del sistema inmunitario.
Pero Friedel dijo que aún queda mucho por aprender.
«Estamos tratando de desbloquear la caja y leer las instrucciones que contiene para comprender qué hay en el líquido intersticial y cuáles son los potenciales para explotarlo», dijo.
Referencia: «Oportunidades y desafíos en la utilidad diagnóstica del líquido intersticial dérmico» por Mark Friedel, Ian AP Thompson, Gerald Kasting, Ronen Polsky, David Cunningham, Hyongsok Tom Soh y Jason Heikenfeld, 19 de enero de 2023, Nature Biomedical Engineering.
DOI: 10.1038/s41551-022-00998-9
El estudio fue financiado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias, la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. y la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.
