El pequeño El dispositivo de microanillo transparente puede caber en una lente de contacto. Crédito:Cheng Sun
Una pequeña, El dispositivo transparente que cabe en una lente de contacto tiene un futuro brillante. potencialmente ayudando a una variedad de esfuerzos científicos desde la biomedicina hasta la geología.
Desarrollado por científicos de la Universidad Northwestern, el dispositivo, llamado detector de resonador de microanillo, puede determinar la velocidad del flujo sanguíneo y la tasa metabólica del oxígeno en la parte posterior del ojo. Esta información podría ayudar a diagnosticar enfermedades tan comunes y debilitantes como la degeneración macular y la diabetes.
El dispositivo Micro-ring se basa en el innovador trabajo del profesor Hao F. Zhang en 2006 para desarrollar imágenes fotoacústicas, que combina ondas de luz y sonido para crear imágenes de materiales biológicos. La técnica de imagen está siendo ampliamente explorada tanto para investigaciones biológicas fundamentales como para diagnóstico clínico. desde la obtención de imágenes celulares nanoscópicas hasta la detección del cáncer de mama humano.
Por tres años, Zhang, profesor asociado de ingeniería biomédica, trabajó con Cheng Sun, profesor asociado de ingeniería mecánica, y sus becarios postdoctorales Biqin Dong y Hao Li para crear el detector resonador Micro-ring.
"Creemos que con esta tecnología, Los métodos de detección de ultrasonidos ópticos desempeñarán un papel cada vez más importante en las imágenes fotoacústicas de la retina y muchas aplicaciones biomédicas. "Dijo Zhang.
El trabajo del equipo en el dispositivo resultó en un artículo de revisión, publicado en la edición de enero de 2017 de la revista Transacciones en Ingeniería Biomédica .
En 2006, Zhang estaba explorando nuevas tecnologías de imágenes de la retina cuando el Dr. Amani Fawzi, ahora es profesor asociado de oftalmología en la Facultad de Medicina Feinberg de Northwestern, se acercó a él para crear un nuevo dispositivo de diagnóstico que pudiera medir las actividades biológicas en la parte posterior del ojo.
"Necesitábamos un dispositivo que tuviera un ancho de banda suficientemente grande para una resolución espacial, ", Dijo Zhang." Y tenía que ser ópticamente transparente para permitir que la luz pasara libremente ".
"Los dispositivos de detección de ultrasonido de esa época solían ser voluminosos, opaco, y no lo suficientemente sensible. Y tenían un ancho de banda limitado, ", Dijo Sun." Sólo pudo capturar una parte de lo que estaba sucediendo en el ojo ".
Para enfrentar el desafío de Fawzi, el equipo necesitaba desarrollar un tipo de detector radicalmente diferente, lo suficientemente pequeño para ser utilizado con ojos humanos, lo suficientemente suave como para integrarse en una lente de contacto y, sin embargo, generar una resolución súper alta de cientos de megahercios.
"El problema fue fabricarlo, que se ajuste al tamaño de una lente de contacto, y hacer que aún funcione, "Dijo Sun.
Primero, el equipo consideró un dispositivo que colocaba el detector del tamaño de una aguja en el párpado, pero ese método no era el ideal. Próximo, aterrizaron en la idea de un pequeño anillo implantado en una lente de contacto de un solo uso que se usa durante el diagnóstico.
Sin embargo, esa idea agregó un desafío adicional:hacer que el dispositivo sea transparente.
Después de casi tres años de trabajo, crearon el resonador de micro-anillo de plástico, un dispositivo transparente de 60 micrómetros de diámetro y 1 micrómetro de alto. Hay un movimiento hacia su uso con pacientes.
El equipo continúa mejorando el dispositivo con el apoyo de Northwestern, los Institutos Nacionales de Salud, Laboratorio Nacional Argonne, y la Fundación Nacional de Ciencias.
A medida que se corre la voz sobre el dispositivo, alrededor de una docena de científicos de una variedad de campos se han acercado al equipo para adaptarlo a su propio trabajo. Por ejemplo:
