Ingenieros biomédicos desarrollan vendajes sensores ‘inteligentes’
Vendajes inteligentes en proceso de impresión. Los vendajes son parte del proyecto de investigación de ingeniería eléctrica del Dr. Kim. Crédito: Michael Pierce, Missouri S&T.
En una época de restricciones por el COVID-19 y viajes mínimos, muchas personas están recurriendo a citas y consultas médicas virtuales como una alternativa más segura a las visitas médicas en persona. Los investigadores de Missouri S&T están trabajando para hacer que esta nueva ola de telemedicina sea más exitosa mediante la creación de un parche sensor de oxígeno impreso en un vendaje desechable flexible que puede interactuar con un teléfono inteligente. Este vendaje inteligente podría permitir el monitoreo remoto para la detección temprana de enfermedades como las úlceras por presión, lo que permitiría un tratamiento o una intervención inmediata.
«Nuestro trabajo actual se centra en diseñar y optimizar un sensor de oxígeno tisular mediante el uso de técnicas de impresión de inyección de tinta económicas», dice el Dr. Chang-Soo Kim, profesor de ingeniería eléctrica e informática en Missouri S&T. «Al mismo tiempo, estamos desarrollando una aplicación para teléfonos inteligentes que puede interpretar las imágenes de los sensores. Este prototipo se evaluará usando tejido fantasma que imita el sitio de una úlcera por presión».
Kim está trabajando con el Dr. William Stoecker, dermatólogo en El Centro de Dermatología en Rolla y profesor asistente adjunto en S&T, y el Dr. Paul Nam, profesor asociado de química en S&T. Juntos, esperan crear un vendaje de diagnóstico asequible y fácil de usar que brinde una intervención temprana para las llagas crónicas.
Los diagnósticos de heridas crónicas, como las úlceras, están aumentando debido a la mayor prevalencia de diabetes, obesidad, accidentes cerebrovasculares y otras enfermedades vasculares que se encuentran en las poblaciones que envejecen, dice Stoecker. La inmovilidad prolongada debido a las hospitalizaciones o la atención de vida asistida también puede provocar tales llagas.
Para minimizar potencialmente la duración de la estancia en el hospital y ahorrar millones de dólares en costos de atención de heridas al año, los investigadores están combinando la ingeniería biomédica y las mejores prácticas actuales en medicina para desarrollar el primer vendaje con sensor inteligente capaz de detectar la formación de úlceras y potencialmente prevenir la descomposición de la piel.
Vendajes inteligentes escaneados por Olajide Adetunji, Ph.D. estudiante de química de Agege, Nigeria. Los vendajes son parte del proyecto de investigación de ingeniería eléctrica del Dr. Kim. Crédito: Michael Pierce, Missouri S&T.
Los obstáculos que el equipo está trabajando para superar incluyen la producción de un vendaje inteligente de bajo costo que consta de materiales por un total de menos de un dólar y la optimización de una composición de tinta imprimible para el vendaje. La composición ha sido desarrollada por Mousumi Bose, uno de los Ph.D. de Nam. estudiantes, con una impresora de inyección de tinta diseñada por el estudiante de pregrado Jason Boes. Jason Hagerty, un doctorado en ingeniería informática. estudiante de S&T, está creando una aplicación de procesamiento de imágenes colorimétricas utilizando los recursos ya incluidos en un teléfono inteligente típico.
Por lo general, las lesiones por úlceras deben evaluarse manualmente y ser evaluadas por personal médico. Pero un vendaje inteligente podría detectar el deterioro de la circulación sanguínea y la mala oxigenación alrededor de la región de la piel en riesgo.
«Nuestro vendaje con sensor óptico funciona detectando un bajo nivel de oxígeno en la piel causado por una circulación comprometida», dice Kim. «Este nivel bajo de oxígeno produce un cambio de color llamado intensidad de luminiscencia. Luego, el teléfono inteligente puede tomar una fotografía del vendaje y transmitirla para permitir el monitoreo remoto o alentar una intervención oportuna antes de que ocurra una descomposición importante de la piel».
Al intervenir en el sitio de una lesión como una úlcera en el pie antes de que sea visible a simple vista, los vendajes inteligentes podrán proporcionar información al proveedor de atención del paciente y completar un diagnóstico, todo desde la comodidad del hogar del paciente.
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