29 de Noviembre de 2022
Medicina

Crean un sensor subcutáneo de glucosa que funciona mediante ondas electromagnéticas

El implante permite el control continuo de los niveles de glucosa en animales sin necesidad de extraer sangre.

Los diabéticos deben controlar sus niveles de glucosa en sangre con frecuencia. Existen diferentes métodos para ello. [Unsplash/Towfiqu barbhuiya]

España es el segundo país de Europa, tras Alemania, con más personas con diabetes: se estima que hay casi seis millones de afectados en nuestro país. Este conjunto de dolencias, que se caracterizan por niveles elevados de glucosa en sangre, pueden provocar graves lesiones y la muerte si no se reducen a largo plazo. Con el tiempo, el exceso de este azúcar en los tejidos puede causar daños progresivos en los vasos sanguíneos y en los nervios, así como también en órganos como los riñones, el corazón o la piel.

En la actualidad, existen diferentes métodos que permiten a los diabéticos controlar los niveles de glucosa y así ajustar el tratamiento y el estilo de vida (ejercicio físico, alimentación...). Los más utilizados son las tiras reactivas (que funcionan mediante una reacción enzimática), que se acoplan a un medidor de glucosa. Estas tiras requieren la extracción de sangre a partir de pequeños pinchazos en los dedos con unas lancetas.

Sin embargo, en los últimos años se están popularizando otros sistemas que no precisan la extracción de sangre y que permiten controlar el nivel de glucosa de forma constante, lo que supone una mayor comodidad para los diabéticos.  Estos sistemas comercializados se clasifican en dos tipos: aquellos que emplean agujas y aquellos implantables. La principal desventaja de ambos es que los sensores tienen una duración de semanas o meses.

Un equipo de científicos de Corea del Sur ha presentado en la revista Scientific Reports un nuevo sensor que funciona mediante ondas electromagnéticas y que podría ser una alternativa a los sistemas actuales que no requieren la extracción de sangre. El aparato se implanta bajo la piel y tiene un tamaño de 15 milímetros de largo y 4 milímetros de diámetro. 

Este no detecta directamente las moléculas de glucosa de la sangre o del fluido intersticial (el espacio entre las células), sino que registra los cambios en la permitividad dieléctrica (el grado de polarización de un medio ante la presencia de un campo eléctrico) del fluido intersticial. Otros grupos de investigación habían desarrollado antes sensores de glucosa basados en ondas electromagnéticas, pero solo los habían evaluado sobre células o colocado sobre la piel de personas y animales.

La permitividad dieléctrica fluctúa según los niveles de glucosa en sangre. En concreto, disminuye conforme aumenta el nivel de glucosa, un fenómeno que han documentado múltiples estudios. A partir de una calibración inicial, el sistema supervisa la glucemia a lo largo del tiempo. Previamente, los investigadores hicieron experimentos in vitro para observar cómo variaba la permitividad ante cambios de los niveles de glucosa en soluciones acuosas de glucosa. También desarrollaron algoritmos para eliminar fluctuaciones y ruido en las lecturas del sensor.

Los investigadores probaron por primera vez el sensor en dos animales sanos, un perro Beagle y un cerdo, a los que administraron glucosa de forma intravenosa u oral. Para la prueba a largo plazo, durante 52 horas, el perro podía moverse con libertad dentro del centro de investigación.

Los resultados mostraban que existía una buena correlación entre los niveles de glucosa en sangre y la respuesta del sensor implantado a la hora de dar glucosa por vía intravenosa. Además, también era capaz de controlar la evolución de esta molécula a lo largo del tiempo (52 horas tras dar glucosa vía oral). Los registros del sensor podían visualizarse en tiempo real a través de una aplicación móvil en el sistema operativo Android.

El nuevo sistema basado en ondas electromagnéticas, que podría ser una alternativa a los métodos enzimáticos y los ópticos, y que tiene una mayor duración y fiabilidad, se encuentra todavía en una fase temprana de desarrollo. Para su posible aplicación en humanos será necesario desarrollar un implante biocompatible bajo la piel, que no genere rechazo inmunitario a largo plazo.  Además, los investigadores están mejorando la interfaz del sistema. 

Esther Samper

Referencia: «Subcutaneously implantable electromagnetic biosensor system for continuous glucose monitoring»; Seongmun Kim et al. en Scientific Reports, vol. 12, n.º art. 17395, 17 de octubre de 2022.

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