La presión arterial cambia constantemente a lo largo del día, aumentando durante una reunión estresante, disminuyendo durante el sueño y aumentando durante el ejercicio. Sin embargo, la mayoría de las personas con hipertensión sólo vislumbran esos cambios cuando se ponen un brazalete en casa o se sientan en una clínica. Ahora los investigadores han construido un dispositivo lo suficientemente pequeño como para deslizarse debajo de la piel y observar una arteria flexionarse con cada latido del corazón, reconstruyendo formas de onda de presión arterial que rivalizan con la precisión del monitoreo de cuidados intensivos.
El implante, descrito en Microsystems & Nanoengineering, utiliza ultrasonido para medir cuánto se expande y contrae un vaso sanguíneo a medida que la presión sube y baja. En pruebas en una oveja que se movía libremente, el conjunto de sensores de 5 por 5 milímetros rastreó la presión sistólica dentro de 1,2 mmHg y la presión diastólica dentro de 2,9 mmHg de una línea arterial estándar de oro. El dispositivo detectó características como la muesca dicrótica, la pequeña caída en la forma de onda que marca el cierre de la válvula aórtica del corazón.
En su núcleo se encuentra una densa red de transductores ultrasónicos micromecanizados piezoeléctricos, o PMUT. Estos pequeños sensores emiten ondas sonoras de alta frecuencia y escuchan los ecos que rebotan en las paredes frontal y posterior de una arteria. Debido a que la sangre y el tejido arterial reflejan el sonido de manera diferente, el chip puede localizar ambas superficies. A medida que el vaso se hincha con cada pulso de sangre, el tiempo entre los ecos cambia ligeramente. Esa diferencia de tiempo es la señal que el dispositivo traduce en presión.
Por qué es importante la colocación debajo de la piel
Ya existen parches de ultrasonido portátiles, pero luchan con un problema persistente: si el sensor se desplaza aunque sea un milímetro, la intensidad de la señal puede caer en picado en un 60 por ciento. La implantación de la matriz justo debajo de la piel la mantiene bloqueada en su posición por encima de la arteria. Durante la prueba con ovejas, los cirujanos cubrieron el chip con una capa de 4 milímetros de polidimetilsiloxano, un polímero suave y biocompatible que protege los componentes electrónicos de la humedad y el movimiento. Incluso lavaron el sitio del implante con solución salina para eliminar las burbujas de aire que podrían interferir con la transmisión de ultrasonido.
El abordaje subcutáneo también evita un modo de fallo común en los implantes a largo plazo. A medida que el sistema inmunológico del cuerpo deposita tejido alrededor de objetos extraños, muchos sensores pierden precisión. Este dispositivo mide el intervalo entre ecos, que permanece estable incluso si se desarrolla una fina capa de tejido sobre los transductores. En la práctica, eso significa que el implante podría seguir funcionando durante meses o años sin recalibración.
“El estudio muestra que los implantes basados en ultrasonidos pueden lograr la estabilidad y precisión necesarias para el control continuo de la presión arterial sin los inconvenientes de los brazaletes o los dispositivos portátiles frágiles”, explica Liwei Lin.
Datos continuos, funcionamiento silencioso
Las ovejas caminaron libremente durante las pruebas, lo que permitió a los investigadores validar el sistema en condiciones del mundo real en lugar de hacerlo en un animal anestesiado y atado a una mesa. El implante capturó formas de onda claras que coincidían con las lecturas de la línea arterial en múltiples sesiones. Debido a que monitorea silenciosamente, el dispositivo podría eventualmente ayudar a los médicos a detectar picos peligrosos que ocurren durante el sueño o la actividad física, momentos en los que los pacientes rara vez controlan su presión arterial.
El equipo enfatizó que se necesitan más ensayos antes de que la tecnología llegue a los humanos, pero los datos de las ovejas sugieren que se puede lograr una precisión de grado clínico. Si el implante se traduce con éxito, podría brindar a los médicos información hora por hora sobre cómo funcionan los medicamentos, revelar patrones que las lecturas periódicas del manguito pasan por alto y ayudar a los pacientes a comprender qué está haciendo su sistema cardiovascular cuando nadie está mirando. Por ahora, el dispositivo ofrece una prueba de concepto: la monitorización de la presión arterial puede ser continua, precisa y casi invisible.
Microsistemas y nanoingeniería: 10.1038/s41378-025-01019-w
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