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Uso de nanocircuitos impresos para detectar hormonas
Así como los medidores de glucosa han revolucionado el tratamiento de la diabetes, los investigadores de una startup llamada Nanotecnologías Aneeve creen que están construyendo sensores hormonales que podrían revolucionar la comprensión y el tratamiento de la infertilidad, la menopausia y otras afecciones relacionadas con la fluctuación hormonal.
Propulsado por chorro: Estos nanotubos de carbono se colocaron utilizando una impresora de chorro de tinta. Los investigadores esperan utilizar la tecnología para imprimir sensores que detecten niveles de estrógeno y otras hormonas en una gota de sangre.
Aneeve es parte de una nueva programa de incubadora de tecnología en la Universidad de California en Los Ángeles. La compañía está trabajando para crear sensores de bajo costo que se puedan fabricar con impresoras de inyección de tinta disponibles en el mercado y tinta de nanotubos de carbono. Las impresoras colocan circuitos de nanotubos que, al unirse a la proteína de estrógeno estradiol, experimentan un cambio en su resistencia y propiedades ópticas y transmiten ese cambio a través de ondas de radio a otro dispositivo. El director de operaciones de la empresa, Kosmas Galatsis dice que espera que el resultado sea un sistema tan conveniente como los medidores de glucosa.
Actualmente, no existe un método fácil y económico para probar regularmente las fluctuaciones en los niveles hormonales de una mujer. Hay un medidor de glucosa, pero no un medidor de hormonas para ayudar a las personas a mantener sus hormonas en el nivel deseado, dice Galatsis. Los investigadores que realizan ensayos clínicos o los médicos que intentan determinar los ritmos de fertilidad, por ejemplo, requieren que se recolecten muestras de sangre en un laboratorio diariamente o dos veces al día. Pero con un monitor simple que se puede usar en casa, una mujer puede controlar de cerca sus niveles hormonales pinchándose el dedo y depositando una gota de sangre en una tira desechable de nanotubos de carbono. Si una pareja no puede quedar embarazada, puede controlar sus niveles hormonales durante varios meses e intentar fertilizar cuando sus niveles hormonales sean óptimos, dice.
Los científicos de Aneeve también creen que un dispositivo de este tipo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor la menopausia y determinar cuándo la terapia de reemplazo hormonal podría ser beneficiosa. Tener un tipo de monitorización barata que cuesta unos centavos en la prueba, que es precisa y mide múltiples parámetros puede abrir más investigaciones en esa área, dice Kumar Duraiswamy, médico y candidato a MBA involucrado en el proyecto. En este momento, dice, no es fácil ni conveniente ni barato para las mujeres ingresar a un centro de pruebas.
Galatsis señala que esta es solo la primera aplicación que surge de una plataforma tecnológica que esperan tenga usos amplios. La plataforma se basa en una investigación del investigador de nanotecnología de UCLA. Kang Wang y colega Chongwu Zhou en la Universidad del Sur de California. Nuestra novedad es la tecnología lista para usar, de bajo costo, para imprimir en cualquier lugar y en cualquier momento, dice Galatsis. Podemos convertir cualquier impresora de chorro de tinta simplemente cambiando el cartucho [a tinta de nanotubos de carbono], de modo que podamos imprimir cualquier tipo de sensor y hacer circuitos de RF, aquí mismo.
Circuito nano: Los investigadores enviaron estos chips a través de una impresora de inyección de tinta, que depositó un circuito de nanotubos de carbono encima de ellos.
Con fondos de DARPA, el grupo decidió centrarse primero en controlar el estrógeno y otras hormonas porque parecía haber una gran necesidad. Hasta ahora, han demostrado que sus sensores son capaces de detectar el estrógeno, pero solo tienen una precisión de nanogramos por mililitro. Para que sea eficaz con un solo pinchazo en el dedo, esa sensibilidad debe mejorarse en un orden de magnitud (a picogramos por mililitro).
La combinación de tecnologías que utiliza Aneeve es bastante convincente, dice Jerome Lynch , ingeniero de la Universidad de Michigan. Señala que la innovación de la empresa radica en la integración de múltiples tecnologías que otros han explorado individualmente. Y están explotando tecnologías rentables. Cuando otros lo han probado, han mirado más al nivel de prueba de concepto, mientras que [Aneeve] está mirando más a la viabilidad comercial y la escalabilidad en el mercado.
Nicolás Kotov , ingeniero químico y en nanotecnología de la Universidad de Michigan, está de acuerdo en que es la combinación de numerosas tecnologías lo que hace que el proyecto sea importante. El uso de la tecnología de impresión por chorro de tinta para la detección, y en particular las hormonas, es interesante, dice.
En última instancia, los investigadores esperan construir un pequeño dispositivo que pueda conectarse a un teléfono inteligente y pueda traducir los datos de las tiras de sensores de nanotubos de carbono en un registro que ayude a los usuarios y a sus médicos a realizar un seguimiento de la información. Por el momento, el laboratorio de Aneeve consiste en poco más que una mesa de trabajo vacía dentro de las instalaciones de la incubadora de UCLA. Pero el uso del laboratorio limpio de la incubadora, la impresión y otras instalaciones ha eliminado la necesidad de que la puesta en marcha compre su propio equipo. Nuestros próximos pasos son optimizar aún más la plataforma de detección, dice Galatsis, y agrega que su objetivo es tener un prototipo funcional en 18 meses.