Una intranet dins del cos humà per tractar i controlar

Si la domòtica ha pogut dotar una casa de sensors, ordinadors i sistemes de comunicació sofisticats que permeten activar la rentadora o la calefacció segons convingui, o avisar-nos quan cal reparar alguna cosa espatllada, per què no fem el mateix amb el cos humà? A tot el món diferents grups de recerca treballen en sensors que puguin recollir dades del nostre cos no tan sols per tractar, sinó també per avançar-se als problemes de salut que poden aparèixer.

Sensors a la pell i implants poden recollir les nostres constants vitals, enviar-les al mòbil o altres dispositius i incorporar-les a bases de dades personals perquè el metge pugui gestionar millor la nostra salut o per reaccionar ràpidament en cas d’urgència, o fins i tot abans que la urgència sigui evident. Els més optimistes fins i tot creuen que els diferents sensors distribuïts pel cos poden establir una intranet. El repte, però, comença per trobar els materials capaços de recollir i analitzar totes les dades. Cal que no siguin tòxics, que siguin estables i biocompatibles perquè el cos els faci seus i el nostre sistema immunitari no els destrueixi. També cal crear noves fonts d’alimentació energètica, aprofitant l’energia mecànica que genera el propi cos humà en caminar o respirar, i sistemes de comunicacions adients i a prova de hackers.

SEGONA PELL ELECTRÒNICA

Ja hi ha diferents prototips que permeten recollir constants vitals com la temperatura, el pols i la respiració. L’investigador John Rogers, de la Universitat d’Illinois, lidera un dels grups de recerca pioners a escala mundial. Al seu laboratori han creat “pell electrònica”, un pegat flexible i biodegradable que s’enganxa a la pell. L’energia que necessita per alimentar-se l’obté dels camps magnètics i els senyals de radiofreqüència que hi ha a l’entorn. Rogers fins i tot acaba de crear un spin-off, MC10, per treballar el que han batejat com a biostamps (segells biològics, en anglès). Permeten mesurar la temperatura del cos, l’exposició a rajos ultravioletes, la hidratació i l’activitat elèctrica del cor. Els primers assajos amb aquests dispositius els faran en una unitat de nounats i amb pacients de Parkinson per monitoritzar-ne els tremolors.

Enginyers de la Universitat de Stanford han creat un altre dispositiu per dur sobre la pell proveït d’un circuit de nanotubs de carboni que atorguen a qui el porta una sensibilitat extraordinària. Permet monitoritzar la pressió sanguínia amb precisió. Però, com a segona pell, el terreny on més promet és en el de convertir-se en la pell artificial que embolcalli les pròtesis biòniques i retorni al pacient el sentit del tacte. És mal·leable i ha demostrat certa capacitat per connectar-se amb el sistema nerviós.

L’ESPIA DEL CÀNCER

Des de fa un cert temps, els científics busquen a la sang biomarcadors prou fiables per revelar una malaltia. Els sensors de carboni d’aquest mateix equip de Stanford també són capaços de detectar la presència d’òxid nítric (NO), un dels indicadors de la presència de cèl·lules canceroses i que els científics sospiten que té un paper fonamental en el comportament anòmal de les cèl·lules. Com autèntics espies, els implants de nanotubs de carboni sota la pell poden detectar la recidiva d’un càncer. Aquests sensors es podrien adaptar perquè detectessin altres tipus de molècules, com per exemple la glucosa.

TATUATGES PER A LA DIABETIS

Un altre grup de recerca del Massachusetts Institute of Technology (MIT), als Estats Units, ha creat dispositius que puguin detectar la presència de certes molècules. Han aconseguit un tatuatge fet amb una tinta amb nanotubs de carboni embolcallats amb un polímer sensible a la glucosa. S’injecta sota la pell i permet una monitorització constant. Aquestes nanopartícules són fluorescents i la seva brillantor canvia segons els nivells de sucre que detectin a la sang. El tatuatge està connectat a un dispositiu semblant a un rellotge de polsera, que recull els senyals infrarojos i precisa els nivells. Tot plegat permet una monitorització constant i evita així que els diabètics s’hagin de punxar el dit cada dia.

SENSORS PER AL CERVELL

L’equip de Rogers, de la Universitat d’Illinois, també ha implantat al cervell de ratolins uns circuits biodegradables que monitoritzen la pressió i la temperatura de l’òrgan, transmeten les dades per connexió sense fils i, finalment, es dissolen després d’haver dut a terme la seva funció. Seria útil per monitoritzar pacients que han patit un ictus. Actualment, les tècniques que hi ha per monitoritzar el pacient que ha patit una lesió cerebral són molt invasives i requereixen cables. Aquests microsensors utilitzen silici soluble, tenen la mida d’un gra d’arròs i una durada de dues setmanes, aproximadament. Els resultats dels assajos amb animals que s’han fet fins ara mostren que la qualitat de les dades és tan bona com la d’altres dispositius convencionals.

MARCAPASSOS INTEL·LIGENT

Els mateixos investigadors han creat una membrana artificial que podria substituir els actuals marcapassos i que cobreix tot el cor. Creada gràcies a una impressora 3D, té elèctrodes i sensors que mesuren en tot moment l’activitat del cor. El marcapassos tot just recull dades amb dos o tres elèctrodes, mentre que la malla en té més de 30. Aquesta capa fina i flexible de silicona, que es fa a mida de cada pacient, detecta quan es produirà un atac de cor o qualsevol altra insuficiència coronària i envia petits estímuls elèctrics perquè els batecs mantinguin la seva regularitat. Els sensors estan connectats al mòbil mitjançant una aplicació que permet que tant metges com pacients facin un seguiment de l’òrgan. Sobre el subministrament energètic que requereix, els investigadors treballen amb dues possibilitats: d’una banda, que la malla es carregui sola gràcies al mateix moviment del cor, i de l’altra, utilitzar des de fora un sistema d’inducció.

LA FARMÀCIA DINS D’UN XIP

Els científics volen dotar els sensors de sistemes intel·ligents perquè alliberin un medicament concret quan calgui. L’any 2012 investigadors del MIT van provar un dispositiu que consistia en un xip que es va implantar a vuit dones que patien osteoporosi. Els científics podien programar el dispositiu des de fora per tal que administrés a les pacients la quantitat desitjada de medicament i a les hores adients. El xip s’està millorant perquè pugui administrar el màxim de dosis possibles, i també perquè sigui sensible a diferents biomarcadors. Ja hi ha dispositius que s’implanten a persones amb epilèpsia, que analitzen els patrons elèctrics del cervell i, segons la situació, alliberen el fàrmac adient. També s’està investigant amb aquests tipus de dispositius perquè administrin analgèsics directament a la medul·la de persones que pateixen dolor crònic.