Biosensor de hidrogel detecta y diferencia complicaciones en la circulación sanguínea

Sin embargo, diseñar sensores que se adhieran de forma segura durante el monitoreo y que al mismo tiempo eviten daños en el tejido al retirarlos sigue siendo un desafío importante, especialmente en tejidos frágiles o en proceso de cicatrización.

Ahora, investigadores han desarrollado un biosensor flexible con una interfaz de hidrogel imprimible que puede monitorizar la circulación sanguínea en tejidos reconstruidos y permitir una retirada segura después de su uso.

El sistema de biosensor flexible con interfaz de hidrogel termosensible, desarrollado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST, Wuhan, China), está diseñado para una monitorización fisiológica precisa. La capa de hidrogel proporciona una fuerte adhesión a la piel durante la medición, pero reduce dicha adhesión tras la monitorización, lo que permite una extracción indolora y minimiza el daño en los tejidos delicados.

El sistema está diseñado específicamente para la monitorización postoperatoria de colgajos libres, una técnica quirúrgica comúnmente utilizada en procedimientos reconstructivos donde el tejido trasplantado requiere una monitorización cuidadosa de la circulación sanguínea para garantizar su supervivencia.

Los procedimientos con colgajos libres pueden presentar complicaciones como congestión venosa, espasmo arterial y oclusión arterial, las cuales pueden comprometer la viabilidad del tejido trasplantado. La detección temprana de estos problemas es fundamental para una intervención oportuna.

Los investigadores desarrollaron una tinta de hidrogel imprimible que permite la fabricación precisa de la interfaz del biosensor con anchos de línea inferiores a 720 micrómetros. La capa de hidrogel con el patrón deseado se puede imprimir en 30 segundos, lo que facilita una fabricación y personalización eficientes.

El hidrogel incluye monómeros termosensibles y grupos funcionales adhesivos que proporcionan una fuerza de adhesión inicial de 27,8 kPa y permiten un amplio rango de ajuste de adhesión de 10,8 veces. Durante la monitorización, el biosensor mantiene un contacto firme con la piel para capturar señales fisiológicas, incluidas señales de fotopletismografía infrarroja (PPG) reflectante y mediciones de temperatura.

En estudios clínicos piloto, el biosensor monitorizó con éxito la circulación sanguínea en colgajos libres postoperatorios. Los investigadores introdujeron una nueva métrica analítica denominada índice de equilibrio, derivada del análisis morfológico de las señales PPG, que permite a los médicos distinguir entre complicaciones venosas y arteriales.

En comparación con los enfoques de monitoreo tradicionales y los sistemas comerciales de microcirculación, el biosensor de hidrogel ofrece varias ventajas, entre ellas menor costo, comunicación inalámbrica de datos y un menor riesgo de daño mecánico en los tejidos.

La interfaz de hidrogel termosensible imprimible podría servir como plataforma universal para dispositivos electrónicos médicos flexibles que requieren un contacto fiable con la piel y una extracción suave. Más allá de la monitorización en cirugías reconstructivas, esta tecnología también podría ser útil en una amplia gama de aplicaciones sanitarias que dependen de la monitorización continua de señales fisiológicas mediante sensores portátiles.

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