Dispositivo de imágenes de nanotecnología muestra potencial para hacer diagnósticos de enfermedades con teléfonos inteligentes

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Un dispositivo de imágenes de nanotecnología, lo suficientemente pequeño como para caber en la lente de la cámara de un teléfono inteligente, tiene el potencial de hacer que el diagnóstico de ciertas enfermedades sea accesible y asequible para las personas en regiones rurales y remotas, dicen los científicos australianos que lo desarrollaron.

La pandemia de COVID-19 ha puesto de relieve el diagnóstico y la Organización Mundial de la Salud ha pedido a los países que prioricen las inversiones en diagnósticos de calidad como primer paso en el control, el tratamiento y la prevención de enfermedades.

Los científicos de la Universidad de Melbourne y el Centro de Excelencia del Consejo de Investigación Australiano para Sistemas Metaópticos Transformativos (TMOS) publicaron detalles del dispositivo en la revista. Fotónica ACS.

Actualmente, la detección de enfermedades se basa principalmente en microscopios ópticos para investigar cambios en las células biológicas.

Por lo general, implica teñir las células con productos químicos en un entorno de laboratorio y utilizar microscopios de alta gama, que son voluminosos y caros».

Lukas Wesemann, autor principal del estudio e investigador en la Universidad de Melbourne y TMOS

Los investigadores han miniaturizado la tecnología de imágenes de fase con el uso de metasuperficies que pueden manipular la luz que pasa a través de ellas para hacer visibles los aspectos invisibles de los objetos, como las células biológicas vivas. La obtención de imágenes de fase se basa en niveles contrastantes de transparencia entre tejidos o células en estudio.

«Nuestro dispositivo óptico plano que tiene solo unos pocos cientos de nanómetros de espesor puede realizar el mismo tipo de técnica de microscopía que se usa mucho en la investigación de células biológicas. Se puede integrar en la parte superior de la lente de una cámara para ayudar a detectar cambios en las células biológicas. que son indicativos de enfermedades», explica Wesemann.

Enfermedades como la malaria, la leishmaniasis, la tripanosomiasis y la babesiosis, que pueden detectarse mediante microscopía óptica, son candidatas potenciales para su detección con este dispositivo en el futuro.

“El beneficio de poder visualizar células con este tipo de dispositivo es el hecho de que pueden estar vivas y no necesitan ser procesadas de ninguna manera antes de que puedan visualizarse. Es en tiempo real y no requiere procesamiento computacional. El dispositivo hace todo el trabajo», dice Ann Roberts, coautora del estudio, investigadora principal de TMOS y profesora de la Universidad de Melbourne.

Además de permitir el diagnóstico médico remoto, esta nueva herramienta podría hacer factible la detección de enfermedades en el hogar. Los pacientes podrían obtener sus propios especímenes a través de la saliva o una gota de sangre y enviar la imagen a un laboratorio en cualquier parte del mundo para su evaluación y diagnóstico rápido.

«El diagnóstico temprano podría hacer posible el tratamiento oportuno y conducir a mejores resultados de salud. Hacer que los dispositivos de diagnóstico médico sean más pequeños, más baratos y más portátiles ayudará a las regiones desfavorecidas a obtener acceso a la atención médica que actualmente solo está disponible para los países del primer mundo«, agrega Roberts.

El costo de fabricación del prototipo del dispositivo actual es de aproximadamente US$700 porque está hecho con las herramientas que también se usan en la fabricación de chips electrónicos para computadoras. Los investigadores dicen que están buscando colaboración industrial para comercializar el dispositivo.

«Confiamos en que en un futuro cercano podamos producir métodos de fabricación que sean más adecuados para la fabricación en masa y reducir el costo del dispositivo a unos pocos centavos», dice Wesemann. SciDev.Net.

«Es una técnica muy fundamental que cualquier ingeniero podría incorporar e integrar en cualquier dispositivo móvil de imágenes médicas, ni siquiera tiene que ser un teléfono inteligente».

Michael Abramoff, oftalmólogo, ingeniero informático y fundador y presidente ejecutivo de la empresa Digital Diagnostics con sede en EE. SciDev.Net: «Esta es una nueva modalidad de imagen, y la viabilidad de tal imagen de fase óptica usando luz incidente es prometedora, ya que hay muchos tejidos casi transparentes que son difíciles de visualizar sin contraste o radiación.

«Esperamos con interés la aplicación de esta modalidad al tejido biológico, y especialmente a la retina, ya que es allí donde se pueden obtener imágenes del tejido neural y vascular simultáneamente».

Fuente:

Referencia de la revista:

Wesemann, L., et al. (2022) Imágenes de fase en tiempo real con una metasuperficie de función de transferencia asimétrica. Fotónica ACS. doi.org/10.1021/acsphotonics.2c00346.

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