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La piel humana es la última barrera para los weareables de salud m2m

Una de las aplicaciones más habituales de la tecnología Machine to Machine es la instalación de sensores conectados en remoto para la detección de fallos de funcionamiento en equipos industriales o de servicio público, que permitan un mantenimiento continuo autónomo y eviten problemas mayores por no intervenir a tiempo. Por ejemplo, medidores de flujo del suministro de agua potable en las ciudades que detecte fugas o incidencias en el consumo. Igualmente, soluciones específicas para los automóviles permiten checkear constantemente el funcionamiento del mismo, controlando los sistemas de seguridad, su ubicación, los ratios de consumo o el comportamiento del conductor para detectar situaciones de peligro potencial. ¿Qué ocurriría si aplicáramos ese concepto al cuerpo humano? Eso es lo que se preguntan muchos investigadores que trabajan para encontrar soluciones que hagan posible detectar enfermedades o fallos orgánicos mucho antes de que estos acaben con la persona en un hospital.

En Suecia, la iniciativa Biocom Lab  promovida por la empresa Acreo y la Universidad de Linköping enfoca holísticamente el asunto buscando una solución en forma de intranet corporal basada en tecnologías de eHealth que integre la vigilancia, predicción, análisis manejo de datos y el consiguiente tratamiento. Con esta filosofía, los científicos suecos han ideado un sistema que combina piel artificial en la superficie con sensores implantados en nuestro organismo funcionando del mismo modo que lo haría una intranet, vinculando los dispositivos en privado hasta que los sensores detecten algo que deba ser comunicado a un servidor capaz de alertar al usuario y sus servicios médicos e incluso, serían capaces de aplicar medidas directamente como en el caso de tener también implantados nanorobots con capacidad de respuesta farmacológica. Esta posibilidad sería de increíble utilidad en casos de rigidez arterial, fallos cardiovasculares o la epilepsia, donde la red interna detectaría el ataque con suficiente antelación y aplicaría directamente en la zona del cerebro el medicamento necesario.

Esta plataforma permite así a una visión radicalmente nueva, dinámica y altamente personalizada de la atención sanitaria. La red intra-corporal sería apoyada por la red móvil, el Internet de las Cosas, y los recursos de la “nube”.

El concepto de sistema inteligente resultante se puede aplicar a una gran variedad de enfermedades, que van desde ataques agudos a trastornos crónicos. BioCom Lab permitirá potentes herramientas para mejorar la calidad de vida, reducirá significativamente los costos de salud, y dejará a los recursos humanos reorientarse a lo realmente importante, la relación con el paciente.

La delgada línea biológica
A diferencia de dispositivos utilizados en la actualidad tan habituales como los marcapasos, estos nuevos desarrollos estarían diseñados para integrarse en los tejidos como una segunda piel. Para ello, los investigadores trabajan en materiales y circuitos ultradelgados y flexibles, que además de ser biocompatibles dispongan de una fuente de energía y capacidad de transmisión de la información libre de cables. El primer paso sería disponer de sensores inalámbricos insertados directamente en la piel que puedan registrar los signos vitales básicos como temperatura, pulso o frecuencia respiratoria. El principal reto para ello es encontrar un materia que sea capaz de estirarse, doblarse e incluso inflamarse como la piel natural. Algo que el silicio rígido habitual en la electrónica no es capaz aún. La solución encontrada por le momento, consiste en una parches biodegradables parecidos a los tatuajes temporales. Los sensores instalados, se alimentan gracias a ondas de radio o campos magnéticos cercanos. Estos parches, denominados BioStamps, desarrollados por la empresa MC10 miden la actividad eléctrica del corazón, la hidratación, la temperatura corporal y la exposición a la luz ultravioleta.

Una de las primeras aplicaciones ha sido la monitorización de bebés sin necesidad de cables, en la unidad de cuidados intensivos del Hospital de la Fundación Carle (Urbana, Illinois, USA). La compañía desarrolladora, MC10, también ha realizado pruebas con parches destinados a monitorizar y tratar el Parkinson, junto a la compañía Belga UCB. Parches similares, de sólo un micrómetro, ligeros como una pluma pero resistentes a la flexión de codos o rodillas, pueden servir para detectar la temperatura, humedad, pulso y presión de la sangre de una herida para controlar infecciones.

Más allá de la piel, la energía.
Las investigaciones encaminadas a conseguir dispositivos Machine to Machine biocompatibles integrados en la superficie epidérmica también conducen a traspasar esa última barrera y adaptarse al resto de nuestros órganos. La mayor dificultad se encuentra en que los materiales necesarios disponibles en la actualidad, si superan las posibilidades de rechazo, suelen degradarse con rapidez y no pueden usarse de forma permanente. Por ejemplo, los dispositivos de detección de glucosa utilizan una reacción enzimática que produce peróxido de hidrógeno. Esto degrada los sensores tan rápidamente que se deben sustituir en cuestión de semanas.
Aunque una vez conseguido el material, aún quedará por solucionar las necesidades de energía para funcionar. Los dispositivos situados en la piel pueden ser alimentados con ondas cercanas sin necesidad de contacto, pero al internarnos en la profundidad del cuerpo humano a menudo dependemos de baterías o cables que conecten con el exterior. Para evitar este tipo de problemas, Zhong Lin Wang , nanocientífico en el Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, ha pasado la última década tratando de cosechar las diminutas cantidades de energía mecánica generada cuando la gente camina o incluso al respirar. Su último diseño utiliza la electricidad estática para convertir el movimiento de inhalar y exhalar en energía suficiente para alimentar un marcapasos.

 

Foto principal cortesía de Acreo Swedish ICT

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