Abaratan la medición del flujo sanguíneo del cerebro con luz infrarroja
BARCELONA, ESPAÑA.- Especialistas de cuatro centros de investigación del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) han desarrollado unos dispositivos de bajo coste que miden el flujo sanguíneo del cerebro mediante luz infrarroja.
Se trata del Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), Instituto de Ciencias Fotónicas (ICF), Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) e Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).
Estos centros de investigación españoles han obtenido el premio BIST Ignite Award 2020, dotado con 41.500 dólares, por estos dispositivos, denominados BioSpad, que han puesto al alcance de todos los hospitales nuevas pruebas diagnósticas cerebrales.
Según los investigadores, el flujo sanguíneo cortical es un biomarcador de salud y buen funcionamiento del cerebro ya que las alteraciones en el suministro de oxígeno a través de la sangre puede afectar a las funciones neuronales y, por ello, sirve para diagnosticar y controlar enfermedades como la isquemia y otras vasculares, como el cáncer o los ictus.
Los científicos han desarrollado durante los últimos años la DCS (Diffuse correlation spectroscopy), una prueba diagnóstica que permite medir el flujo sanguíneo cerebral de forma no invasiva utilizando una fuente de luz infrarroja que permite acceder al córtex cerebral y, estudiando cómo los fotones se propagan en el tejido, se obtiene información sobre el flujo sanguíneo.
La capacidad de la DCS de medir la hemodinámica de los tejidos la hace también adecuada para monitorizar y controlar tratamientos como la quimioterapia, radioterapia o la revascularización arterial.
Sin embargo, el problema de la DCS es su coste, ya que los detectores actuales capaces de captar y “leer” la información suministrada por los fotones cuestan miles de euros a consecuencia de un sistema de producción no estandarizada.
En contraste, el prototipo desarrollado por los centros del BIST en el proyecto BioSpad “podrá producirse en serie, del mismo modo que se fabrican los chips para los móviles o los ordenadores”, explicó Sebastian Grinstein (IFAE).
“Lo que hemos hecho es adaptar detectores de silicio que empleamos en la detección de partículas fundamentales en los grandes aceleradores como el CERN, y que son suficientemente sensibles para captar hasta un solo fotón, y hemos creado un prototipo que puede fabricarse en serie, lo que reducirá casi 100 veces el coste de producción”, subrayó el investigador.
“Esto facilitará la transferencia de nuestras tecnologías hacia muchas más aplicaciones que pueden ayudar a miles de pacientes”, destacó el profesor Turgut Durduran (ICFO).
“Ahora vamos a trabajar para integrar en un solo chip la detección, amplificación, digitalización y procesamiento de los fotones, lo que nos permitirá miniaturizar y pensar en dispositivos wearable que posibiliten la monitorización remota o prevenir riesgos vasculares”, avanzó Grinstein.
Los investigadores ya han sumado como partner al Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y también han contactado con un fabricante de chips de Italia para que produzca el dispositivo que, si se cumplen las previsiones, llegará al mercado en 3 o 4 años.
El BIST también ha galardonado con otro de sus premios de este año, igualmente dotado con 41.500 dólares, otro proyecto, el Biovac, desarrollado por investigadores del ICN2 y IBEC, que han creado nanopartículas con antígenos para crear una nueva generación de vacunas contra las infecciones sin tratamiento.
Los investigadores han demostrado en experimentos in vitro e in vivo que partículas poliméricas que imitan el tamaño y forma de una bacteria específica, y que incorporan antígenos de este patógeno, “engañan” al sistema inmune y producen una reacción inmunológica mejor que administrando los antígenos solos, y sin los riesgos y las limitaciones que conlleva introducir bacterias atenuadas.
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