Sonda mínimamente invasiva mide simultáneamente marcadores metabólicos clave

Las tendencias de glucosa guían el tratamiento de la diabetes, mientras que el lactato puede indicar sepsis o hipoxia tisular, y los niveles de etanol son importantes para el manejo de la intoxicación y las lesiones cerebrales. Los retrasos en la obtención de estos valores pueden dificultar las intervenciones oportunas y aumentar el riesgo.

Para abordar este problema, una nueva tecnología basada en fibra óptica permite medir simultáneamente la glucosa, el lactato y el etanol en el punto de atención. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una sonda de fibra de infrarrojo medio que monitoriza los tres biomarcadores en tiempo real dentro del tejido. Este dispositivo, el más pequeño de su tipo, con un diámetro de 1,1 milímetros, permite un uso mínimamente invasivo. Está diseñado para proporcionar a los médicos información metabólica más rápida y completa.

La sonda integra dos fibras ópticas de haluro de plata dentro de un tubo de polieteretercetona y está recubierta por una membrana semipermeable. Una fibra presenta una punta angulada para emitir y captar la luz, mientras que la segunda está recubierta de oro para funcionar como espejo. La membrana evita el contacto directo con el tejido, mejorando la biocompatibilidad y reduciendo la interferencia de moléculas más grandes, como las proteínas.

Un láser de cascada cuántica (QCL) emite luz infrarroja media que interactúa con las moléculas locales. Cada molécula objetivo —glucosa, lactato y etanol— absorbe luz en longitudes de onda específicas, generando una firma espectral que permite su cuantificación sin alterar los compuestos. Este método posibilita la medición continua in situ y evita perturbar el entorno tisular local.

La microdiálisis convencional requiere insertar una sonda, recolectar muestras de fluido y procesarlas fuera de línea, lo que retrasa los resultados y es un proceso laborioso. Dichos retrasos pueden limitar la respuesta rápida ante crisis metabólicas incipientes. Al proporcionar datos en tiempo real directamente en el tejido, la sonda de fibra está diseñada para su uso en hospitales y otros entornos médicos, con potencial adaptación a un dispositivo portátil.

El trabajo se publicó en Nature Communications y se demostró utilizando piel humana ex vivo. La universidad ha presentado una solicitud de patente.

"La monitorización en tiempo real de biomarcadores como la glucosa, el lactato y el etanol es fundamental para comprender la salud metabólica y orientar las decisiones terapéuticas en entornos de cuidados intensivos", afirmó Tanya Hutter, profesora del Departamento de Ingeniería Mecánica Walker de la Escuela de Ingeniería Cockrell y autora principal del estudio.

"Nuestra sonda de fibra compacta ofrece una solución única para medir estos compuestos simultáneamente, proporcionando una visión más completa del estado metabólico", dijo la Dra. Hutton.

“A diferencia de la microdiálisis, no altera el entorno tisular local, por lo que es más representativa de lo que realmente sucede dentro del tejido”, dijo Tse-Ang Lee, estudiante de doctorado en el laboratorio de Hutter y coautor del nuevo artículo.

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La Universidad de Texas en Austin