Un dispositivo pequeño y transparente que puede caber en una lente de contacto tiene un futuro brillante, lo que puede ayudar a una variedad de esfuerzos científicos desde la biomedicina hasta la geología.
Desarrollado por científicos de la Universidad de Northwestern, el dispositivo, llamado detector de resonador de microanillos, puede determinar la velocidad del flujo sanguíneo y la tasa metabólica de oxígeno en la parte posterior del ojo. Esta información podría ayudar a diagnosticar enfermedades tan comunes y debilitantes comodegeneración macular y diabetes.
El dispositivo Micro-ring se basa en el innovador trabajo del profesor Hao F. Zhang en 2006 para desarrollar imágenes fotoacústicas, que combinan el sonido y las ondas de luz para crear imágenes de materiales biológicos. La técnica de imagen está siendo ampliamente explorada tanto para investigaciones biológicas fundamentales como clínicasdiagnóstico, desde imágenes celulares nanoscópicas hasta detección de cáncer de mama humano.
Durante tres años, Zhang, profesor asociado de ingeniería biomédica, trabajó con Cheng Sun, profesor asociado de ingeniería mecánica, y sus colegas posdoctorales Biqin Dong y Hao Li para crear el detector de resonador de microanillos.
"Creemos que con esta tecnología, los métodos de detección de ultrasonido óptico desempeñarán un papel cada vez más importante en las imágenes fotoacústicas para 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 retinianas cuando el Dr. Amani Fawzi, ahora profesor asociado de oftalmología en la Facultad de Medicina Feinberg de Northwestern, se le acercó 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 lo suficientemente grande para la 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 generalmente eran voluminosos, opacos y no lo suficientemente sensibles. Y tenían un ancho de banda limitado", dijo Sun. "Solo podía capturar 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 como para usarlo con ojos humanos, lo suficientemente suave como para integrarse en una lente de contacto y generar una resolución súper alta de cientos de megahercios.
"El problema era fabricarlo, ajustarlo al tamaño de una lente de contacto y hacer que todavía funcione", dijo Sun.
Primero, el equipo consideró un dispositivo que colocó el detector del tamaño de una aguja en el párpado, pero ese método no era ideal. Luego, se les ocurrió la idea de un pequeño anillo implantado en una lente de contacto de un solo uso que se usó 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 microanillos de plástico, un dispositivo transparente que tiene 60 micrómetros de diámetro y 1 micra de alto. Hay un movimiento para usarlo con los pacientes.
El equipo continúa mejorando el dispositivo con el apoyo de Northwestern, los Institutos Nacionales de Salud, el Laboratorio Nacional de Argonne y la Fundación Nacional de Ciencias.
A medida que se corre la voz sobre el dispositivo, una docena de científicos de diversos campos se han acercado al equipo para adaptarlo a su propio trabajo. Por ejemplo :
- Los urólogos quieren usar el sistema para estudiar la óptica de las células de cáncer de mama, información que podría conducir a nuevos tratamientos.
- Los neurocientíficos están interesados en usar el resonador de microanillos como una ventana a los cerebros de roedores como una forma de estudiar la protección de drogas para la corteza durante diferentes puntos de un derrame cerebral ". Por lo general, los investigadores usan un vidrio puro, pero esto permitepara muchos más tipos de imágenes ", dijo Zhang.
- Los geólogos pretenden utilizar la tecnología para investigar la corteza terrestre y el terremoto. "Escuchar a un geólogo fue una sorpresa", agregó.
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Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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