Un equipo de la Universidad de Texas en Austin desarrolló una sonda compacta de fibra óptica en infrarrojo medio capaz de monitorear de manera simultánea glucosa, lactato y etanol, tres biomarcadores esenciales para evaluar el estado metabólico en tejidos. Aunque se trata todavía de una tecnología experimental, los resultados publicados en Nature Communications muestran su potencial para aplicaciones biomédicas en contextos donde el seguimiento rápido y continuo de estos compuestos puede ser decisivo.
El estudio presenta una sonda de transflectancia construida con dos fibras ópticas de haluro de plata, una con punta angulada y otra recubierta de oro para funcionar como espejo, alojadas en un tubo de polieteretercetona (PEEK) y rodeadas por una membrana semipermeable. Con un diámetro exterior de apenas 1.1 milímetros, los autores la describen como la sonda de transflectancia de infrarrojo medio más pequeña reportada hasta ahora.
La importancia de estos biomarcadores es amplia. La glucosa es fundamental para el manejo de la diabetes; el lactato puede alertar sobre sepsis, hipoxia tisular o estrés metabólico; y el etanol resulta relevante en intoxicación, tratamiento de adicciones y lesiones asociadas al consumo de alcohol. El artículo subraya que el monitoreo simultáneo de estas moléculas puede ofrecer una visión más completa del estado metabólico, especialmente en escenarios clínicos complejos.
Uno de los principales puntos de comparación del trabajo fue la microdiálisis, una técnica común para medir pequeñas moléculas en tejido. Según el artículo, este método requiere extraer fluido intersticial para analizarlo después, lo que limita la resolución temporal y puede incluso alterar localmente el entorno químico del tejido. La nueva sonda, en cambio, mide directamente en el sitio, sin extraer muestras, lo que permite un seguimiento más continuo y representativo de lo que ocurre en el tejido.
Los experimentos se realizaron en piel humana ex vivo, donde la sonda fue validada frente a microdiálisis para medir etanol y, además, demostró capacidad para registrar simultáneamente cambios de concentración de etanol, glucosa y lactato.
La base del sistema es la espectroscopía de infrarrojo medio, una técnica que identifica moléculas a partir de sus “firmas” de absorción de luz en longitudes de onda específicas. En este caso, la luz emitida por un láser de cascada cuántica interactúa con las moléculas presentes en el tejido, y la sonda mide la absorción resultante para cuantificar cada compuesto. La membrana semipermeable que rodea la zona sensora evita el contacto directo con el tejido, mejora la biocompatibilidad y bloquea partículas grandes como proteínas y células, reduciendo interferencias y bioincrustación.
Pese a sus resultados, la propia publicación deja claro que la tecnología aún está en una fase experimental. La demostración se realizó en piel humana ex vivo, y los siguientes pasos apuntan a miniaturizar todavía más el sistema óptico, sustituir componentes voluminosos por alternativas portátiles y validar el desempeño in vivo para acercarse a aplicaciones clínicas.
Por: Cipactli Vargas
Fuentes
Nature Communications
Compact mid-infrared fiber probe for in vivo multi-compound monitoring demonstrated using ex vivo human skin
The University of Texas at Austin | Cockrell School of Engineering
Tiny Probe Tracks Key Health Signals Simultaneously
