TECNOLOGÍA SANITARIA 3D

Desarrollan un dispositivo portátil que crea imágenes de piel en 3D en 10 minutos

El mapeo de la piel en 3D podría ser útil para los médicos, ya que la mayoría de los equipos utilizados para evaluar las afecciones de la piel solo proporcionan imágenes en 2D.

Equipo de investigación de la NTU (Foto. EurekAlert)
Equipo de investigación de la NTU (Foto. EurekAlert)

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24.04.2021 - 00:10

Un equipo de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado un dispositivo portátil que produce imágenes en 3D de alta resolución de la piel humana en 10 minutos.

El equipo dijo que el dispositivo portátil de mapeo de la piel (imágenes) podría usarse para evaluar la gravedad de las afecciones de la piel, como el eccema y la psoriasis.

El mapeo de la piel en 3D podría ser útil para los médicos, ya que la mayoría de los equipos utilizados para evaluar las afecciones de la piel solo proporcionan imágenes en 2D de la superficie de la piel. Como el dispositivo también traza un mapa de la profundidad de las crestas y surcos de la piel hasta 2 mm, también podría ayudar a controlar la cicatrización de heridas.

Se trata de una aplicación básica pero muy eficaz de la electroquímica

El dispositivo presiona una película especialmente diseñada sobre la piel del sujeto para obtener una huella de hasta 5 por 5 centímetros, que luego se somete a una carga eléctrica, generando una imagen en 3D.

Los investigadores diseñaron e imprimieron en 3D un prototipo de su dispositivo utilizando ácido poliláctico (PLA), un bioplástico biodegradable. El dispositivo a batería que mide 7 cm por 10 cm pesa solo 100 gramos.

El prototipo fabricado en NTU se desarrolla a una fracción del costo de los dispositivos con tecnologías comparables, como las máquinas de tomografía de coherencia óptica (OCT), que pueden costar miles de dólares y pesar hasta 30 kilogramos.

El profesor asistente Grzegorz Lisak de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de la NTU, quien dirigió la investigación, dijo: "Nuestro dispositivo no invasivo, simple y económico podría usarse para complementar los métodos actuales de diagnóstico y tratamiento de enfermedades de la piel. En áreas rurales que no lo hacen si tienen fácil acceso a la atención médica, el personal sin capacitación médica puede hacer mapas de la piel con el dispositivo y enviarlos a los médicos para su evaluación ".

Al proporcionar un comentario independiente sobre cómo el dispositivo puede ser útil para los médicos, el Dr. Yew Yik Weng, dermatólogo consultor del Centro Nacional de la Piel y profesor asistente de la Facultad de Medicina Lee Kong Chian de la NTU, dijo: mapear la textura de la superficie de la piel humana. Podría ser un método útil para mapear la textura de la piel y la cicatrización de heridas en 3D, lo cual es especialmente importante en la investigación y los ensayos clínicos. Como el dispositivo funciona con batería y es portátil, hay muchas de potencial en su desarrollo en una herramienta para la evaluación del punto de atención en entornos clínicos ".

Podría ser un método útil para mapear la textura de la piel y la cicatrización de heridas en 3D

El profesor adjunto Dr. Yew agregó: "El dispositivo podría ser especialmente útil en estudios que involucren la curación de heridas, ya que actualmente carecemos de una herramienta que mapee la longitud y la profundidad de las crestas de la piel. Actualmente, confiamos en fotografías o mediciones en nuestros ensayos que podrían solo proporciona una evaluación 2D ".

El primer autor del estudio, Fu Xiaoxu, un estudiante de doctorado de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de la NTU, dijo: "El dispositivo de mapeo de piel en 3D es fácil de operar. Además de eso, todo lo que se necesita es una batería seca de 1.5V para ejecutar el dispositivo. Es un ejemplo de una aplicación básica pero muy eficaz de la electroquímica, ya que no se requiere hardware electrónico caro ".

Publicada en la revista científica Analytica Chimica Acta este mes, la tecnología fue desarrollada por el profesor asistente Lisak, quien también es director del Centro de Recuperación de Recursos y Residuos en el Instituto de Investigación del Agua y el Medio Ambiente de Nanyang (NEWRI) y su estudiante de doctorado, el Sr.Fu Xiaoxu.

LA SOLUCIÓN "DORADA" PARA EL MAPEO DE PIEL 3D

El componente clave del dispositivo NTU es un polímero llamado PEDOT: PSS, comúnmente utilizado en paneles solares para convertir la luz en electricidad. Sin embargo, el equipo encontró un uso diferente para su conductividad eléctrica: reproducir patrones de piel en una película recubierta de oro. Se utiliza oro ya que tiene una excelente conductividad eléctrica y flexibilidad.

Para usar el dispositivo, una persona presiona un botón para presionar la película dorada sobre la piel del sujeto para obtener una impresión. Esto hace que el sebo, una sustancia aceitosa producida por la piel, se transfiera a la película, creando una huella en la superficie de la piel (ver video).

Su uso es sencillo: una persona presiona un botón para presionar la película dorada sobre la piel del sujeto para obtener una impresión

A continuación, la huella de la piel se transfiere al dispositivo portátil donde se sumerge un conjunto de electrodos en una solución. Con otra pulsación de un botón, el dispositivo activa un flujo de carga eléctrica, lo que hace que PEDOT: PSS se deposite en las superficies de la película recubierta de oro en áreas que no están cubiertas de sebo. Esto da como resultado un mapa 3D de alta resolución de la piel, que refleja las crestas y surcos de la piel del sujeto.

Utilizando la piel de cerdo como modelo, los investigadores demostraron que la tecnología podía trazar el patrón de varias heridas, como pinchazos, laceraciones, abrasiones e incisiones.

El equipo también demostró que incluso la compleja red de arrugas en el dorso de una mano humana podía capturarse en la película. La película delgada también es lo suficientemente flexible como para mapear características en áreas irregulares de la piel, como los pliegues de un codo y huellas dactilares.

El profesor asistente Lisak añadió: "El dispositivo también ha demostrado ser eficaz para levantar huellas dactilares y ofrece una imagen 3D de alta resolución de sus características".

Al comentar sobre los posibles usos del dispositivo, el profesor adjunto Dr. Yew agregó: "El dispositivo puede ayudar en la identificación de huellas dactilares, que se realiza comúnmente en análisis forenses. El dispositivo podría ofrecer un mayor grado de precisión cuando se trata de diferenciar entre impresiones similares, debido a la naturaleza tridimensional de sus imágenes ".

Para validar aún más su eficacia, el equipo está explorando la realización de ensayos clínicos a finales de este año para probar la viabilidad de su dispositivo, así como otros usos terapéuticos potenciales.

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