Los investigadores de UCLA que trabajan con un equipo de Verily Life Sciences han diseñado un microscopio móvil que puede detectar y monitorear biomarcadores fluorescentes dentro de la piel con un alto nivel de sensibilidad. una herramienta importante en el seguimiento de diversas reacciones bioquímicas para el diagnóstico y la terapia médicos.

Este nuevo sistema pesa menos de una décima de libra, haciéndolo lo suficientemente pequeño y liviano para que una persona lo use alrededor de su bíceps, entre otras partes de su cuerpo. En el futuro, una tecnología como esta podría utilizarse para la monitorización continua del paciente en el hogar o en el punto de atención.

La investigación, que fue publicado en la revista ACS Nano , fue dirigido por Aydogan Ozcan, Profesor Canciller de Ingeniería Eléctrica y Bioingeniería de UCLA y director asociado del Instituto NanoSystems de California y Vasiliki Demas de Verily Life Sciences (anteriormente Google Life Sciences).

Los biomarcadores fluorescentes se utilizan habitualmente para la detección del cáncer y la administración y liberación de fármacos, entre otras terapias médicas. Recientemente, han surgido tintes fluorescentes biocompatibles, creando nuevas oportunidades para la detección no invasiva y la medición de biomarcadores a través de la piel.

Sin embargo, la detección de objetos fluorescentes añadidos artificialmente debajo de la piel es un desafío. Colágeno la melanina y otras estructuras biológicas emiten luz natural en un proceso llamado autofluorescencia. Se han probado varios métodos para investigar este problema utilizando diferentes sistemas de detección. La mayoría son bastante caras y difíciles de hacer pequeñas y lo suficientemente rentables como para ser utilizadas en un sistema de imágenes portátil.

Para probar el microscopio móvil, Los investigadores primero diseñaron un fantasma de tejido, un material creado artificialmente que imita las propiedades ópticas de la piel humana, como la autofluorescencia, absorción y dispersión. La solución de tinte fluorescente objetivo se inyectó en un micropocillo con un volumen de aproximadamente una centésima parte de un microlitro, más delgado que un cabello humano, y posteriormente se implanta en el maniquí tisular a medio milímetro a 2 milímetros de la superficie, lo que sería lo suficientemente profundo como para llegar a la sangre y otros fluidos tisulares en la práctica.

Para medir el tinte fluorescente, el microscopio portátil creado por Ozcan y su equipo utilizó un láser para golpear la piel en ángulo. La imagen fluorescente en la superficie de la piel se capturó a través del microscopio portátil. Luego, la imagen se cargó en una computadora donde se procesó utilizando un algoritmo diseñado a medida, separar digitalmente la señal fluorescente objetivo de la autofluorescencia de la piel, a un nivel de detección muy sensible de partes por mil millones.

"Podemos colocar varios bio-sensores diminutos dentro de la piel uno al lado del otro, y a través de nuestro sistema de imágenes, podemos distinguirlos, "Ozcan dijo." Podemos monitorear todos estos sensores incrustados dentro de la piel en paralelo, incluso comprender las posibles desalineaciones del generador de imágenes portátil y corregirlas para cuantificar continuamente un panel de biomarcadores ".

Este marco de imágenes computacionales también podría usarse en el futuro para monitorear continuamente varias enfermedades crónicas a través de la piel usando un tinte fluorescente implantable o inyectable.