Concurso Create the Future 2020 – Ganador categoría médica: ‘Un chip del viejo bloque’ para desfibrilación sin dolor

UN CHIP DEL VIEJO BLOQUE: DESFIBRILACIÓN SIN DOLOR

Mehdi Razavi, Mathews John, Allison Post y Aydin Babakhani, Texas Heart Institute (Houston, TX)

Ganador de workstation HP; Patrocinador categoría: ZEUS 

La actividad eléctrica caótica del corazón (arritmia) tiene tremendo impacto en bienestar social: no solo es causa #1 de muerte súbita e ictus, sino también contribuyente principal a insuficiencia cardíaca congestiva (ICC). El tratamiento más definitivo para arritmia es dar choque al corazón (palas transcutáneas o desfibriladores cardíacos implantables - ICD). Los choques son impredecibles y extremadamente dolorosos, llevando a TEPT en alta proporción de pacientes.

Pilar del tratamiento de ICC es terapia de resincronización cardíaca (CRT) donde marcapasos especializado fortalece músculo cardíaco debilitado. ICDs y marcapasos envían pulsos eléctricos al corazón mediante cables llamados electrodos. Estos electrodos se colocan dentro de venas y avanzan al corazón en un extremo y conectan a batería (“caja”) bajo piel en pecho en el otro. Sin embargo, electrodos no siempre pueden colocarse donde se necesitan y son propensos a infección y fractura.

La invención es un sistema de marcapasos miniaturizado, implantable, inalámbrico, sin batería (nodos) que consiste en diminutos microchips integrados basados en silicio que enfocan la notable posibilidad de eliminar choques, electrodos y cables. Cada nodo pesa solo ~0,09 g porque no requiere baterías internas. (Marcapasos comunes hoy pesan 2-28 g). Los prototipos existentes son fabricación personalizada pero sus diseños serán fácilmente traducibles a prácticas de fabricación estándar.

Como puede entregar marcapasos no solo a cualquier ubicación sino a número ilimitado de ubicaciones en el corazón, esta tecnología tiene potencial para desfibrilación imperceptible (sin dolor) mediante ráfagas de marcapasos multi-sitio sofisticadas, coordinadas y dirigidas. La factibilidad de desfibrilación sin choques se demostró con sistema cableado. La tecnología también marcapaseó desde hasta seis sitios distintos usando estos chips de marcapasos alimentados inalámbricamente (más que cualquier sistema cableado aprobado para uso médico hasta la fecha).

Todos los pacientes con ICD, >5 millones de estadounidenses con fibrilación auricular y segmento sustancial de pacientes con dispositivos CRT se beneficiarían. Pacientes con desfibriladores viven más pero por choques dolorosos no necesariamente mejor. Desfibrilación imperceptible ha sido el santo grial. Esta tecnología será: 1) más segura al no necesitar cables que fracturan, se desplazan o causan infecciones; 2) más efectiva tratando causa subyacente de arritmias porque pueden colocarse exactamente donde se necesitan; 3) capaz de desfibrilación imperceptible.

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MENCIONES HONORÍFICAS:

Parches de ingeniería de tejidos personalizables para curación acelerada de heridas

Samarender Nagam Hanumantharao, Carolynn Que y Smitha Rao (Michigan Tech, Houghton, MI)

Este parche de curación se usa con adhesivos o vendajes en el sitio de la herida. Los parches imitan la estructura natural de tejido del cuerpo. Las estructuras actúan como soporte para células, guían crecimiento y alineación celular, y ayudan a acelerar curación, reducir cicatrices y prevenir infecciones secundarias. También pueden incorporar liberación de fármacos o protección antibacteriana.

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Detección temprana de cáncer de pulmón con sistema eXoutcancer

Sumita T. Jonak, Brian D'Souza y Abhinav Chandra (UCLA Anderson, Los Ángeles, CA)

Esta tecnología revolucionaria permite cribado temprano de cáncer de pulmón para diagnosticar cuando es más tratable. El sistema eXoutcancer combina nanochip y base de datos espectroscópica propietaria derivada de algoritmo de aprendizaje automático (ML). Los datos espectroscópicos complejos se analizan vía algoritmo para desarrollar huella diagnóstica.

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Glucowaves para monitorización cómoda e indolora de glucosa en sangre

Ala Eldin Omer, George Shaker y Safieddin Safavi-Naeini (Universidad de Waterloo, Ontario, Canadá)

Este sistema compacto, de bajo coste, vestible usa sensores de microondas e IA para permitir a diabéticos monitorizar glucosa sanguínea sin invasividad ni muestreo de fluidos fuera del cuerpo. El dispositivo envía señales electromagnéticas de pequeña longitud de onda a través de piel del dedo. Puede realizarse como vestible en muñeca o dedo para uso diario.

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Monitores continuos de presión arterial vestibles

Xina Quan, PyrAmes (Cupertino, CA)

Estos dispositivos de monitorización de presión arterial vestibles son no invasivos, continuos, cómodos, inalámbricos y fáciles de usar. Usan sensores capacitivos finos como papel que contactan ligeramente la piel captando forma de onda de pulso correlacionada a cambios de PA arterial. Se han usado con éxito en pacientes desde recién nacidos a mayores de 89 años.

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Vea el resto de ganadores de este año:

• GANADOR GRAN PREMIO
• AEROSPACE & DEFENSE
• AUTOMOTIVE/TRANSPORTATION
• CONSUMER PRODUCT DESIGN
• ELECTRONICS/SENSORS/IOT
• MANUFACTURING/ROBOTICS/AUTOMATION
• SUSTAINABLE TECHNOLOGIES/FUTURE ENERGY