Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional Tsing Hua y la Universidad Nacional Cheng Kung, ambos en Taiwán, ha desarrollado un bajo costo, paquete de sensor médico portátil que tiene el potencial de alertar a los usuarios sobre problemas médicos que van desde afecciones cardíacas graves hasta cáncer, según un estudio publicado en el Revista ECS de ciencia y tecnología del estado sólido .

Los dispositivos médicos portátiles se han convertido en una parte integral de la atención médica integral, exhibiendo un enorme potencial en el monitoreo, terapéutica médica, diagnóstico, y fitness y bienestar. Cuando se combina con instrumentos de mesa de punto de atención utilizados en hospitales y centros de atención de urgencia, las personas pueden aumentar las medidas de atención preventiva y obtener una imagen más completa de su salud.

Según el documento de acceso abierto, "Biosensores basados ​​en transistores de efecto de campo y un dispositivo portátil para el cuidado de la salud personal, "los investigadores han informado del diseño, desarrollo, fabricación, y creación de prototipos de un dispositivo basado en transistores de bajo costo que puede medir la proteína C reactiva (PCR) en el torrente sanguíneo, cuales, cuando está elevado, indica inflamación que podría estar relacionada con un ataque cardíaco, carrera, enfermedad de la arteria coronaria, y una serie de otros diagnósticos médicos.

"Este dispositivo eventualmente se fabricará como un pequeño dispositivo de mano, que se puede conectar fácilmente con un teléfono inteligente a través de Bluetooth o WiFi, "dijo Yu-Lin Wang, profesor de la Universidad Nacional Tsing Hua y coautor del estudio. "Los datos se pueden recopilar en una aplicación y los usuarios pueden enviarlos a sus médicos. La operación es tan simple como el medidor de azúcar en sangre, donde cualquiera pueda hacer la prueba con una gota de sangre en cualquier lugar, cualquier momento."

Debido a la alta concentración de sal en las muestras de sangre, la precisión y el rendimiento de los biosensores basados ​​en transistores de efecto de campo (FET) basados ​​en silicio a menudo se ven afectados. Wang y el equipo de investigadores reconocieron esta emisión y desarrollaron un transistor de alta movilidad de electrones (HEMT) basado en GaN en respuesta, que no sufre la misma degradación del rendimiento debido a la inercia química de GaN. Si bien GaN es más caro que el silicio, Los avances en microfabricación permiten el desarrollo de un HEMT extremadamente pequeño, reduciendo en gran medida los costos y allanando el camino para un dispositivo asequible en la producción en masa.

Si bien los biosensores basados ​​en FET exhiben una serie de beneficios potenciales, existen importantes barreras tecnológicas que superar antes de que los dispositivos sean aplicables. Debido a que los FET son extremadamente sensibles, pero tienen el potencial de ser inestables, A menudo es difícil desarrollar un sensor que produzca resultados consistentes. Para que su dispositivo sea confiable además de asequible, el equipo comenzó a buscar nuevos formas innovadoras de causar la menor cantidad de interrupciones posible. Esto se logró mediante el uso de un sistema de medición de pulsos muy cortos.

"También desarrollamos una metodología para superar el efecto de filtrado de cargos, que se ve con frecuencia en biosensores basados ​​en FET, "Dijo Wang." Esta metodología nos permite detectar la proteína diana sin necesidad de diluir o quitar la sal de las muestras clínicas. Por lo tanto, no necesitamos usar automáticas en nuestro sensor o dispositivo, lo que puede hacer que el sistema sea simple y rentable. El funcionamiento es sencillo y todo el mundo puede hacerlo. Simplemente suelte y haga clic ".

A través de estos esfuerzos, el equipo de investigación pudo desarrollar un sistema que no solo es preciso y asequible, pero incorpora una nueva metodología sobre el propio sensor.

"Creo que lo que hemos creado es una tecnología que tiene el potencial de ser utilizada por miles de millones de personas, "Dijo Wang.

La capacidad del dispositivo para alertar a las personas sobre niveles elevados de PCR podría salvarles la vida. En la actualidad, las personas que se beneficiarían más de esta tecnología serían aquellas con o en riesgo de enfermedad cardiovascular, como ataque cardíaco o insuficiencia cardíaca. Por ejemplo, algunas personas pueden no tener síntomas característicos, tales como dolor o malestar opresivo en el pecho, cuando se trata de ataques cardíacos. Sin embargo, el biosensor portátil puede probar instantáneamente marcadores cardíacos específicos en la sangre que podrían alertar a las personas de que están sufriendo un ataque cardíaco, incluso sin mostrar síntomas. Alternativamente, Este dispositivo podría ser utilizado por los socorristas para diagnosticar a los pacientes de forma rápida y precisa.

Las personas con insuficiencia cardíaca crónica pueden controlar los biomarcadores con este dispositivo, que si elevado, puede indicar su riesgo de insuficiencia cardíaca. La monitorización rutinaria de estos biomarcadores podría ser eficaz para reducir las tasas de reingreso hospitalario. lo que podría mejorar la calidad de vida y reducir los gastos médicos hospitalarios.

"La prueba solo toma cinco minutos y una gota de sangre, y todo el mundo puede saber cómo utilizar este dispositivo de forma intuitiva, ", Dice Wang." El costo del dispositivo será muy bajo, por lo que este dispositivo es asequible para todos. Cuando los receptores inmovilizados, tales como aptámeros o anticuerpos se cambian, luego se pueden probar diferentes biomarcadores. Con este dispositivo se pueden detectar muchos marcadores de enfermedades ".

Por su trascendencia y el trabajo transformador demostrado en este trabajo, Los editores de ECS lo designaron como un artículo de Elección de los Editores. Los artículos de Editors 'Choice muestran una nueva dirección, un nuevo concepto, y una nueva forma de abordar los problemas en el campo relacionado.

"Este trabajo es una demostración de un bajo costo, paquete médico portátil del sensor, "dice Fan Ren, Editor técnico de ECS Journal of Solid State Science and Technology. "Con una sola gota de sangre de plasma, este nuevo paquete de sensores se puede utilizar para detectar un ataque cardíaco o incluso un tumor ".

El equipo ya ha desarrollado un prototipo de dispositivo portátil, que ha demostrado con éxito la precisión, resultados consistentes. Wang cree que dentro de un año, el dispositivo será compatible con teléfonos inteligentes y computación en la nube.

"Estamos colaborando con hospitales e industrias, y tratando de hacer que este dispositivo se convierta en un producto real, ", Dice Wang." Creo que en el futuro este dispositivo recopilará datos enormes, que será analizada por inteligencia artificial y pasará a formar parte del ecosistema de Internet de las cosas. Este dispositivo jugará un papel importante ".