Un Chip que detecta enfermedades con una gota de sangre

El circuito está elaborado con nanotubos de carbono y de acuerdo a sus diseñadores, con una pequeña muestra de sangre se puede descubrir si hay indicios de enfermedades.

Investigadores de la facultad de ingenierías del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey (EU) lograron diseñar un chip que puede descubrir enfermedades simplemente con una gota de sangre como muestra.

Las investigaciones de los científicos han derivado en tres trámites de patentes en Estados Unidos debido a la implementación de nanotubos de carbono dentro del campo de la medicina, y en el caso específico del identificador de enfermedades, sus desarrolladores no descartan que pueda ser reproducido en los siguientes meses como una tecnología para el diseño de dispositivos portátiles de análisis sanguíneos, lo que de manera virtual decrecería los costos de las popularmente biometrías hemáticas.

A reserva de ciertos especialistas biomédicos, el circuito debe ser puesto a evaluación para conocer su potencial en cuanto a precisión, o en su defecto identificar si existen márgenes de error de lectura de partículas hemáticas, además si cubre diferentes tipos de enfermedades y no solo se limita a unas cuántas.

Pero estas preguntas son detalladamente respondidas a través del artículo científico titulado “Scalable nano-bioprobes with sub-cellular resolution for cell detection”, que se encuentra disponible en la biblioteca científica Elsevier (Vol. 45) que publica desde el pasado 15 de julio del 2013.

os académicos de la universidad creen que el dispositivo será fácilmente aceptado por la comunidad médica global debido a que es un método no invasivo para la detección de enfermedades con tiempos récord de resultados.

“Usando sensores, hemos creado un dispositivo que permitirá al personal médico poner una pequeña gota de sangre sobre un área activa del dispositivo para medir las propiedades eléctricas de las células”, explicó Reginald Farrow, científico que encabezó el desarrollo del IC. “Aunque no somos las únicas personas por cualquier otro medio haciendo esta clase de trabajo, lo que creemos que es único es cómo medimos las propiedades eléctricas o patrones celulares, y cómo esas propiedades diferencian los tipos de células”, añadió.

Durante la prueba de experimentación, los ingenieros evaluaron tres tipos diferentes de células por medio de tres sondas eléctricas distintas. De acuerdo al artículo técnico extendido en la revista Daily Science, se analizaron tres clases de células por medio de tres sondas eléctricas distintas.

“Lo que decimos es que estas células difieren en función de las propiedades eléctricas. El establecimiento de una firma, sin embargo, tomará tiempo, aunque sabemos que la distribución de las cargas eléctricas dentro de las células sanas notablemente cambian cuando se enferman”.

El dispositivo utiliza tecnología CMOS, lo que permite una fácil manufactura haciendo uso de plataformas tradicionales de fabricación. En el proceso de manufactura se depositan los nanotubos de carbono a través de la técnica de electroforesis.

Los espacios internos al interior del dispositivo llevan un patrón dimensional de 6 micras, que es el tamaño aproximado del de una célula y para demostrar las capacidades del circuito para detectar las propiedades celulares, los investigadores ejecutaron una espectroscopía de impedancia sobre un cultivo de células embrionarias de riñón (HEK), neuronas de ratones y células de levaduras.

También las mediciones se realizaron con y sin células, con y sin nanotubos de carbono, y encontraron que la composición de nanotubos y la tecnología CMOS reunidos en el chip, fueron cruciales para que el circuito revelara las propiedades dieléctricas de las células.

Pero las investigaciones de los académicos no paran aquí, sino que el desarrollo del analizador hemático con su estructura de nanotubos de carbono, dará paso al diseño de otros dispositivos médicos, incluso de órganos artificiales como páncreas, así como circuitos electrónicos tridimensionales y baterías a nanoescala con mayor densidad energética, por mencionar algunos.

Además, la visión de Farrow y su equipo de colaboradores va más allá, pues estiman que el dispositivo puede tener otras variantes a corto y mediano plazo con capacidades de detectar potencialmente más virus, bacterias, inclusive células cancerígenas.

La medición sensorial de las propiedades eléctricas de los patrones celulares ha otorgado a Farrow y su equipo de colaboradores universitarios, diversos galardones como el Premio en Investigación y Medalla de Excelencia, otorgada por las autoridades académicas de su institución y el cual es considerada la más alta distinción en investigación científica, así como por otros organismos tanto de gobierno como de la industria.

Algunos de los documentos científicos que han sido acreditados por Farrow y que se encuentran en proceso de registro de patente son: “Método de formación de nanotubos de campo vertical con transistores de efecto-campo” y “Dispositivos de nanotubos y el método de fabricación”.