como paciente va a una clínica para una ecografía del estómago, se acuestan sobre papel arrugado en una mesa de examen. Un médico esparce una sustancia pegajosa espesa en el abdomen y luego empuja una pequeña sonda para enviar ondas de sonido al cuerpo del paciente. Estas ondas rebotan en sus tejidos blandos y fluidos corporales y regresan a la sonda para traducirse en una imagen 2D. A medida que la sonda se mueve por el estómago de la persona, aparece una imagen borrosa en blanco y negro en la pantalla para que el médico la lea.
Aunque la tecnología de ultrasonido es un elemento básico en muchas instalaciones médicas, a menudo es grande y voluminosa. Xuanhe Zhao, ingeniero mecánico del Instituto Tecnológico de Massachusetts, quiere miniaturizarlo, simplificarlo y hacerlo portátil. En un artículo publicado hoy en Ciencias, Zhao y su equipo describen el desarrollo de un pequeño parche de ultrasonido que, cuando se pega a la piel, puede proporcionar imágenes de alta resolución de lo que hay debajo. Los científicos esperan que la tecnología pueda hacer que el ultrasonido se vuelva conveniente para el monitoreo a largo plazo, tal vez incluso en casa en lugar de en el consultorio de un médico.
Debido a que la máquina de ultrasonido es tan grande y requiere una visita a la oficina, sus capacidades de imagen son a menudo «transitorias, durante unos segundos», según Zhao, lo que limita la capacidad de ver cómo cambia un órgano con el tiempo. Por ejemplo, los médicos pueden querer ver cómo cambian los pulmones de un paciente después de tomar medicamentos o hacer ejercicio, lo cual es difícil de lograr en una visita al médico. Para abordar estos problemas, los científicos diseñaron un parche, de aproximadamente 1 pulgada cuadrada de tamaño y unos pocos milímetros de grosor, que puede colocarse prácticamente en cualquier parte del cuerpo y usarse durante unos días. «Parece un sello postal», dice Zhao.
En capas como un waffle de caramelo, el parche consta de dos componentes principales: una sonda de ultrasonido apilada encima de un acoplador, un material que facilita la transmisión de ondas sonoras desde la sonda al cuerpo. Los científicos diseñaron la sonda para que fuera delgada y rígida utilizando una matriz 2D de elementos piezoeléctricos (o transductores) intercalados entre dos circuitos. Chonghe Wang, uno de los coautores del estudio, dice que estos elementos «pueden convertir la energía eléctrica en vibraciones mecánicas». Estas vibraciones viajan al cuerpo como ondas y se reflejan de regreso a un sistema de imágenes externo para traducirlas en una imagen. Estas vibraciones, agrega Wang, «son completamente no invasivas. El hombre no puede sentirlos en absoluto”.
Para crear la sonda de ultrasonido, los científicos utilizaron impresión 3D, micromecanizado láser y fotolitografía, que utiliza la luz para crear un patrón en un material sensible a la luz. Luego, la sonda se recubre con una capa de epoxi que la protege del daño causado por el agua, como el sudor. Debido a que estas técnicas son de alto rendimiento, los científicos dicen que se puede fabricar un dispositivo en unos dos minutos.
La capa de acoplamiento similar a un gel ayuda a que estas ondas ultrasónicas penetren en el cuerpo. Contiene una capa de hidrogel protegida por una capa de poliuretano para retener el agua. Todo esto está recubierto con una fina mezcla de polímeros que actúa como una sustancia fuerte similar a un pegamento para ayudar a que todo se pegue. Los científicos descubrieron que el parche puede permanecer en la piel durante al menos 48 horas, se puede quitar sin dejar residuos y puede resistir el agua.
El equipo del MIT se encuentra entre un pequeño grupo de laboratorios que han estado fabricando dispositivos de ultrasonido miniaturizados similares en los últimos años. Los laboratorios de UC San Diego y la Universidad de Toronto están trabajando en proyectos relacionados: Wang produjo un modelo de parche anterior en UCSD. Sin embargo, estos eran a menudo limitados en sus opciones de representación o más grandes que el tamaño de los sellos postales.
