Mediante el aliento, nariz electrónica olfatea enfermedad. Desarrollo ICAT

Con tan solo soplar en una nariz electrónica será suficiente para que un médico general sepa si la persona está sana o en etapa inicial de algún padecimiento. Se trata de un sistema olfativo artificial compuesto por una matriz de dispositivos sensores basados en nanomateriales.

Es tan pequeña que cabe en la palma de la mano. Sin embargo, estos instrumentos todavía están a prueba en diferentes laboratorios del mundo. Se han utilizado con éxito, pero de manera experimental, en el diagnóstico no invasivo de cáncer, asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

Los sensores contienen diversos materiales sensibles. No obstante, nanopartículas de óxidos metálicos, nanohilos, nanotubos y grafeno son algunos materiales en estudio que se podrían emplear como nuevas capas sensibles en dispositivos basados en ondas acústicas.

El Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT), de la UNAM, y el grupo SensAvan, del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de España, desarrollan desde la capa sensible hasta la física del dispositivo.

En sus investigaciones prueban varias matrices con diferentes tipos de sensores, a fin de aplicarlas en apoyo del diagnóstico médico y en el monitoreo del medio ambiente.

Daniel Matatagui, del grupo SensAvan, quien desarrolló el dispositivo en el ICAT junto con su alumno Fabio Andrés Bahos, en colaboración con el CSIC, dijo:

“Imagina que con el aliento, en vez de una muestra de sangre, el médico podrá detectar patologías. Podríamos saber, también con una muestra de aire, qué tan contaminada está una zona específica de Madrid o de Ciudad de México.”

En la nariz electrónica las moléculas de las especies químicas que contienen el aliento y el aire interfieren con las ondas acústicas de los dispositivos (similares a las sísmicas) y generan un cambio en dicha onda.

Esta señal es traducida y medida con un mecanismo electrónico en el que se integra la matriz de sensores. Luego, con técnicas de reconocimiento de patrones, se extrae información sobre qué especies químicas contiene una muestra de aliento o de aire contaminado. El sistema olfativo artificial envía la señal a una computadora, a un teléfono celular o a otro mecanismo similar.

Marcadores de riesgo. El aliento contiene sustancias que son marcadores específicos de enfermedades. La diabetes genera un aumento importante en la concentración de cuerpos cetónicos; en las afecciones renales incrementa el amoniaco; en el asma, el óxido nítrico. En el cáncer de pulmón se produce monóxido de carbono; en la enfermedad del hígado, sulfuro de dimetilo; en la esquizofrenia, etano, por ejemplo.

La meta es desarrollar un sistema olfativo artificial que sirva para una revisión rápida y una primera prueba que confirme o descarte un padecimiento. Si resulta positiva, el médico general recomendará a qué especialista consultar.

Para quienes vivimos en urbes contaminadas, como Madrid y la Ciudad de México, rodeados por sustancias tóxicas, que nos envenenan, servirá para medir el riesgo al que estamos expuestos en nuestro entorno inmediato.

Será de gran utilidad para monitorear esos gases y saber en qué momento hacer un cambio de aires, salir de la ciudad para bajar un poco la dosis de envenenamiento por la concentración de contaminantes en la atmósfera.

Baratos y fáciles de producir se podrían poner varios dispositivos en diferentes puntos de una metrópoli y saber dónde hay mayor concentración, por ejemplo, de ozono, gas que causa estrés oxidativo.

Sólo soplar. Con ese fin, los expertos Matatagui y María del Carmen Horrillo, del grupo SensAvan-CSIC, en colaboración con investigadores del ICAT (entre ellos Celia Sánchez Pérez y José Manuel Saniger), combinan sustratos grafénicos con diferentes dispositivos de ondas acústicas que funcionan como sistemas sísmicos.

El reto es que sea pequeño, económico y con una eficiencia igual o mejor que los convencionales, que son caros. Es cuestión de tiempo para que en vez de una muestra de sangre, con sólo soplar uno pueda conocer su estado de salud.