Ingeniero usa resistencia mecánica para detectar daño a los glóbulos rojos
Este diagrama muestra la forma en que cambiará la conductividad cuando los glóbulos se rompan. Los puntos amarillos representan electrones. Los círculos rojos representan las células sanguíneas. Al ver el gráfico de izquierda a derecha, se puede ver que cuando hay más glóbulos presentes, menos electrones pueden atravesar. A medida que los glóbulos se rompen, hay menos barreras y la sangre se vuelve más conductora, lo que facilita que los electrones se muevan de un lado a otro. Crédito: Universidad de Delaware
Según la Fundación Nacional del Riñón, más de 37 millones de personas viven con enfermedad renal.
Los riñones juegan un papel importante en el cuerpo, desde eliminar los productos de desecho hasta filtrar la sangre. Para las personas con enfermedad renal, la diálisis puede ayudar al cuerpo a realizar estas funciones esenciales cuando los riñones no funcionan a plena capacidad.
Sin embargo, los glóbulos rojos a veces se rompen cuando la sangre se envía a través de un equipo defectuoso que se supone para limpiar la sangre, como una máquina de diálisis. Esto se llama hemólisis. La hemólisis también puede ocurrir durante un análisis de sangre cuando la sangre se extrae demasiado rápido a través de una aguja, lo que da lugar a muestras de laboratorio defectuosas.
No existe un indicador confiable de que los glóbulos rojos se están dañando en un entorno clínico hasta que una persona comienza mostrando síntomas, como fiebre, debilidad, mareos o confusión.
El ingeniero mecánico Tyler Van Buren de la Universidad de Delaware y sus colegas colaboradores de la Universidad de Princeton han desarrollado un método para monitorear el daño sanguíneo en tiempo real.
«Nuestro objetivo era encontrar un método que pudiera detectar el daño de los glóbulos rojos sin necesidad de analizar muestras de laboratorio», dijo Van Buren, profesor asistente de ingeniería mecánica con experiencia en dinámica de fluidos.
Los investigadores informaron recientemente sobre su técnica en Scientific Reports, una publicación de Nature.
Detección del daño en las células sanguíneas
En el cuerpo, los glóbulos rojos flotan en el plasma junto con los glóbulos blancos y las plaquetas. El plasma es naturalmente conductor y es eficiente para pasar una carga eléctrica. Los glóbulos rojos están repletos de hemoglobina, una proteína transportadora de oxígeno que también es conductora.
Esta hemoglobina generalmente está aislada del cuerpo por el revestimiento celular. Pero a medida que los glóbulos rojos se rompen, la hemoglobina se libera en el torrente sanguíneo, lo que hace que la sangre se vuelva más conductiva.
«Piense en la sangre como un río y los glóbulos rojos como globos de agua en ese río», dijo Van Buren, quien se unió a UD en 2019. «Si tienes electrones (partículas cargadas negativamente) esperando para cruzar el río, es más difícil cuando hay muchos globos de agua presentes. Esto se debe a que la goma está aislada, por lo que la sangre será menos conductora. A medida que los globos de agua (o glóbulos) se rompen, hay menos barreras y la sangre se vuelve más conductora, lo que facilita que los electrones se muevan de un lado a otro».
En diálisis, la sangre de un paciente se extrae del cuerpo, se limpia y luego se recircula en el cuerpo. Los investigadores desarrollaron un experimento simple para ver si podían medir la resistencia mecánica de la sangre fuera del cuerpo.
Para probar su técnica, los investigadores hicieron circular sangre sana a través del sistema de laboratorio e introdujeron gradualmente sangre dañada mecánicamente para ver si cambiaría la naturaleza conductora del fluido en el sistema.
Lo hizo. Los investigadores observaron una correlación directa entre la conductividad del fluido en el sistema y la cantidad de sangre dañada incluida en la muestra.
Si bien este problema de sangre dañada es muy raro, el método del equipo de investigación introduce uno forma potencial de monitorear indirectamente el daño sanguíneo en el cuerpo durante la diálisis. Los investigadores teorizan que si los médicos pudieran monitorear la resistencia de la sangre de un paciente que entra y sale de una máquina de diálisis, y vieron un cambio importante en la resistencia o la conductividad, hay una buena razón para creer que la sangre se está dañando.
«No somos médicos, somos ingenieros mecánicos», dijo Van Buren. «Esta técnica necesitaría mucha más investigación antes de aplicarse en un entorno clínico».
Por ejemplo, Van Buren dijo que el método no necesariamente funcionaría en todas las poblaciones de pacientes porque la conductividad sanguínea de un individuo es solo eso, individuo.
En el futuro, Van Buren dijo que sería interesante evaluar si la conductividad también podría usarse en lugar del muestreo de laboratorio para aplicaciones fuera de la diálisis. Por ejemplo, esto podría ser útil en investigaciones destinadas a comprender cómo se pueden dañar las células sanguíneas, tanto dentro como fuera del cuerpo, y los posibles métodos de prevención.
También tiene curiosidad sobre si este método podría usarse. para evaluar e identificar muestras de sangre comprometidas en el sitio, ahorrando tiempo y dinero para hospitales o laboratorios de diagnóstico, al tiempo que elimina la necesidad de que los pacientes hagan múltiples viajes para extraer sangre si hay un problema.
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Nuevo dispositivo identifica donantes de sangre de alta calidad Más información: Tyler Van Buren et al. Un método simple para monitorear la hemólisis en tiempo real, Scientific Reports (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-62041-8 Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por la Universidad de Delaware Cita: El ingeniero usa resistencia mecánica para detectar daños en Blood Cells (21 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-mechanical-resistance-red-blood-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.