Imagen del bisturí – UCT Praga

El mundo de las operaciones quirúrgicas sigue creciendo. Investigadores del Instituto Químico-Tecnológico de Praga (UCT Praga) han desarrollado y validado el concepto de “laboratorio en bisturí” a través de la puesta en marcha de una nueva herramienta de incisión que tiene un sensor de diagnóstico integrado, lo que permite al cirujano obtener retroalimentación bioquímica instantánea e información sobre la operación en tiempo real. 

Se trata de una innovación que aborda un “desafío crítico” de la cirugía, como es el lapso entre la toma de muestras y los resultados de laboratorio. Y es que, durante los procedimientos invasivos, recuerdan, el perfil bioquímico del paciente puede cambiar rápidamente, pero los métodos de análisis tradicionales son demasiado lentos como para proporcionar los datos en tiempo real necesarios para tomar decisiones inmediatas e informadas.

En concreto, su plataforma, aún en fase inicial, integra un sensor electroquímico directamente en el mango del bisturí, que permite monitorizar el metabolismo durante la operación. Para ello, utilizaron materiales y equipos de impresión 3D estándar, incorporando nanomateriales de carbono al plástico impreso para crear una interfaz de detección funcional.

«Los métodos de análisis tradicionales son demasiado lentos como para proporcionar los datos en tiempo real necesarios para tomar decisiones inmediatas e informadas»

Así, durante el proceso de impresión, fusionaron esos nanomateriales de carbono conductores con ácido poliláctico (un bioplástico), para que el sensor pudiese detectar concentraciones muy bajas de analitos específicos y se pudiese ajustar a distintos objetivos según el Ph y las condiciones del entorno, como soluciones tampón (mezclas que mantienen un Ph estable, capaces de resistir cambios bruscos de acidez). El equipo, dirigido por Zdenek Sofer, destaca la simplicidad y accesibilidad del diseño de su compacta herramienta, que además es desechable.

POSIBILIDADES DE FUTURO

En pruebas de laboratorio, aseguran, la herramienta detectó con éxito metabolismos seleccionados y relacionados con respuestas de estrés: probaron la capacidad de su bisturí para detectar epinefrina (adrenalina), una hormona esencial que indica estrés y que se administra frecuentemente durante la cirugía. El sensor detectó concentraciones de hasta 130 nanomolares (Nm) con una sola gota de 50 microlitros para un análisis completo.

Además, en estudios con muestras de sangre artificial, el bisturí demostró una precisión de entre el 91% y el 105%. Por todo ello, y aunque todavía se encuentra en fase conceptual y de validación en el laboratorio, si se desarrolla más, la herramienta sugiere todo un abanico de posibilidades futuras. Por ejemplo, podría detectar metabolitos durante una cirugía o biopsia, monitorear iones y Ph directamente en el tejido y proporcionar retroalimentación bioquímica rápida durante procedimientos en los que el tiempo es crítico.

Esto se podría traducir en aplicaciones prácticas, como una toma de decisiones intraoperatoria más rápida, una mayor precisión en las cirugías oncológicas y una menor dependencia del procesamiento. También demuestra que es posible integrar sensores diagnósticos funcionales en instrumentos quirúrgicos utilizando plataformas de impresión 3D de uso común, y que los nanomateriales y las tecnologías de impresión accesibles pueden impulsar la próxima generación de herramientas de diagnóstico en el punto de atención.