Crean un guante con nanosensores para detectar tumores

guante sensor

  • Material de detección de la presión micro-fina funciona incluso cuando es distorsionada 
  • Electrónica flexible puede medir la presión en 144 ubicaciones a la vez 
  • Nanotubos enredados con grafeno crean estructura flexible transparente.

Los investigadores han desarrollado un material sensible a la presión que es microscópicamente delgado y que puede detectar tumores aunque este torcido y arrugado.

Aunque ya existen sensores de presión flexibles, estos no pueden medir con precisión los cambios de presión una vez que están distorsionados.

La tecnología existente tampoco puede hacer que los sensores sean lo suficientemente delgadas para ser incorporados en materiales tales como látex, y una vez distorsionados que produzcan señales precisas.  

Ahora, un equipo dirigido por el Dr. Sungwon Lee y profesor Takao Someya de la Universidad de Tokio han utilizado nanofibras para crear un sensor de presión que sigue siendo preciso incluso cuando se dobla.

El equipo de científicos japoneses y estadounidenses anunciaron que desarrollaron un sistema de nanosensores, con el objetivo de elaborar un guante que pueda servir en un futuro para detectar el cáncer de seno.

De acuerdo a un artículo publicado en la versión en internet de la revista de ciencia británica Nature Nanotechnology, los investigadores lograron crear una fibra sensible de 3,4 micrómetros de espesor. El material semielectrónico está fabricado en base a nanotubos de carbono.

“Los dedos sensibles de un médico experimentado son capaces de detectar un tumor pequeño pero lo que sienten, no se puede medir” y ser cuantificado para compartir esta información, afirmó a la AFP el profesor Takao Someya de la Universidad de Tokio.

Los investigadores dijeron que se puede plegar en un radio de sólo 80 micrómetros, aproximadamente lo mismo que un cabello humano, y aún medir los cambios de presión.

El sensor en sí es de sólo 8 micrómetros de espesor – una décima parte de un cabello humano – y aún así puede grabar los cambios de presión en 144 lugares a la vez.

Pressure-sensor integration with an organic-transistor-driven active matrix. a, Photograph of the active matrix (12×12 pixels) integrated with a large-area (9×9 cm2) pressure-sensor nanofibre sheet. b, Schematic of a single-sensor pixel. c, Representative transfer-curve behaviour of a single pixel at different applied pressures, showing the large sensitivity and low-voltage operation. d, Photograph of an integrated sensor array attached to the surface of a soft balloon, to which a pressure was applied by a pinching motion. e, Measured pressure data distribution under complex bending, showing no pressure signal from deformation such as wrinkling. f, Photograph of a sensor wrapped around an injection needle.

Pressure-sensor integration with an organic-transistor-driven active matrix. a, Photograph of the active matrix (12×12 pixels) integrated with a large-area (9×9 cm2) pressure-sensor nanofibre sheet. b, Schematic of a single-sensor pixel. c, Representative transfer-curve behaviour of a single pixel at different applied pressures, showing the large sensitivity and low-voltage operation. d, Photograph of an integrated sensor array attached to the surface of a soft balloon, to which a pressure was applied by a pinching motion. e, Measured pressure data distribution under complex bending, showing no pressure signal from deformation such as wrinkling. f, Photograph of a sensor wrapped around an injection needle.

Este dispositivo permitiría suplir la falta de experiencia o de una formación adecuada para palpar a los pacientes.

“Los profesionales de la salud van a poder un día buscar el cáncer de seno utilizando unos guantes con sensores de presión para detectar tumores”, indicaron los investigadores en un comunicado emitido antes de la publicación del artículo.

Los científicos creen que en el futuro podrían medir y reproducir las sensaciones que experimentan los profesionales experimentados, explicó Someya.

El prototipo es un cuadrado de 4,8 cm2 que posibilita evaluar 144 puntos de presión de manera simultánea.

“Los captadores de presión convencionales son adaptables para poder examinar superficies como la piel humana, pero justamente no pueden medir variaciones de presión cuando están doblados”, estimó en un comunicado el equipo de profesores dirigido por los académicos Takao Someya, de la Universidad de Tokio y Zhigang Suo, de la Universidad de Harvard.

Los académicos probaron el rendimiento del sensor en un vaso sanguíneo artificial, con lo que midieron su capacidad de captar mínimas variaciones de presión.

Estas propiedades lo convierten en una opción ideal para los guantes clínicos y hacen que la detección de bulto en el pecho podría llegar a ser mucho más rápido y más fiable.

‘La electrónica flexible tienen un gran potencial para los dispositivos implantables y vestibles’, dijo el Dr. Lee, “y me di cuenta de que muchos sensores flexibles pueden medir la presión, pero ninguno son adecuados para la medición de objetos reales, ya que son sensibles a la distorsión.”

El dispositivo fue desarrollado en la Universidad de Escuela de Ingeniería de Tokio, en colaboración con un equipo dirigido por el profesor Zhigang Suo en la Universidad de Harvard.

Se compone de transistores orgánicos y una estructura de nanofibra sensible a la presión.

Esto fue creada mediante la adición de nanotubos de carbono y grafeno para un polímero elástico, girando éstos hacia fuera para crear nanofibras que luego se enredan para formar una estructura ligera, delgada y transparente.

“Hemos probado el sensor de presión en un vaso sanguíneo artificial y está podría detectar pequeños cambios de presión y velocidad de propagación de presión”, dice el profesor Lee.

Los tratamientos contra el cáncer en la actualidad dependen mucho de la detección temprana de la enfermedad.

El trabajo se describe en la revista Nature Nanotechnology.

FUENTES: 

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.324.html

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3415872/The-rubber-glove-screen-BREAST-CANCER-Pressure-sensors-make-detecting-lumps-faster-easier.html

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