Un grupo de científicos ha desarrollado una innovadora técnica para la detección rápida y mínimamente invasiva de glucosa mediante el uso de microneedles. Estos microagujas, que se expanden al contacto con líquidos, son capaces de extraer cantidades significativas de líquido intersticial de la piel en tan solo cinco minutos, constituyendo una alternativa menos invasiva a los tradicionales análisis de sangre mediante punción en el dedo.
La extracción de líquido intersticial (ISF) para fines diagnósticos ha sido un proceso complicado. Métodos tradicionales como el uso de ampollas de succión y sonoforésis son no solo lentos, sino que además causan un daño considerable a la capa más externa de la piel, el estrato córneo, lo que puede provocar trauma local.
Las microneedles han surgido como una alternativa prometedora, ofreciendo una vía menos invasiva para acceder al ISF. Sin embargo, las tecnologías actuales de microneedles se ven limitadas por sus bajos volúmenes de extracción y tiempos prolongados, que suelen requerir entre 10 y 15 minutos para obtener solo pequeñas cantidades de líquido. Por lo tanto, existe una necesidad crítica de investigar métodos de extracción más rápidos y eficientes.
Nueva Investigación en Microneedles
En un estudio publicado en la revista Microsystems & Nanoengineering, investigadores de la Universidad de Southern Queensland, Australia, presentan un enfoque novedoso para la extracción de ISF utilizando microneedles espirales de doble capa asistidas por micro-vibraciones.
El estudio detalla el desarrollo y las pruebas de estas microneedles, diseñadas para extraer ISF de manera rápida y eficiente con fines de análisis de biomarcadores. Se introducen dos tipos de arrays de microneedles en forma de espiral y altamente expansibles: el primero está compuesto por gelatin metacrilato (GelMA) y alcohol polivinílico (PVA), mientras que el segundo incluye una combinación de PVA, polivinilpirrolidona (PVP) y ácido hialurónico (HA). Estas microneedles demostraron impresionantes ratios de hinchazón del 560 ± 79,6% y 370 ± 34,1% en líquidos intersticiales artificiales en tan solo 10 minutos, respectivamente.
Una innovación clave de esta investigación es el desarrollo de un aplicador personalizado basado en Arduino que vibra a frecuencias entre 50 y 100 Hz. Esta tecnología de micro-vibración mejora significativamente la eficiencia de penetración en la piel de las microneedles, permitiendo una captación más eficaz del ISF.
En pruebas ex vivo realizadas en piel de oreja de cerdo, las microneedles GelMA/PVA fueron capaces de extraer rápidamente 6,41 ± 1,01 mg de ISF en solo cinco minutos, mientras que las microneedles PVA/PVP/HA extrajeron 5,38 ± 0,77 mg en el mismo periodo de tiempo.
Para validar la capacidad de las microneedles de recuperar glucosa como biomarcador objetivo, se utilizó un procedimiento de calentamiento suave, seguido de la determinación de concentración de glucosa mediante un kit de ensayo de contenido de D-glucosa. Los resultados mostraron que las microneedles podían extraer eficazmente ISF y detectar glucosa, sugiriendo su potencial para el análisis rápido y mínimamente invasivo de biomarcadores.
Según la doctora Zahra Faraji Rad, investigadora principal del estudio, «esta investigación representa un avance significativo en el campo de los diagnósticos mínimamente invasivos. La combinación de un diseño novedoso de microneedle y tecnología de micro-vibración tiene el potencial de simplificar la forma en que extraemos y analizamos biomarcadores, haciendo el proceso más rápido, eficiente y menos invasivo.»
El desarrollo de estas microneedles tiene amplias implicaciones para los diagnósticos en el punto de atención en la detección de biomarcadores. Ofrecen una alternativa viable a la extracción de sangre tradicional, especialmente en entornos con recursos limitados o para pacientes que requieren un monitoreo frecuente.
La rápida extracción de ISF y las capacidades eficientes de detección de glucosa de estas microneedles sugieren su potencial uso en la gestión de condiciones crónicas como la diabetes, donde las punciones en los dedos son típicamente necesarias para extraer sangre con el fin de detectar glucosa.
