El principio de medición de los sensores implantables

El sensor implantable es un pequeño cilindro, aproximadamente del tamaño de media cerilla, que el médico introduce bajo la piel, normalmente en la parte superior del brazo. El procedimiento es breve y se realiza con anestesia local con lidocaína. Una vez colocado bajo la piel, el sensor queda rodeado de líquido intersticial y mide la concentración de glucosa de ese líquido, sin contacto directo con los vasos sanguíneos [1].

La cubierta exterior del sensor lleva una fina capa de polímero poroso. La glucosa del líquido intersticial entra y sale libremente a través de esa capa, de modo que la cantidad de glucosa presente en la cubierta exterior sigue de cerca la del tejido circundante. Dentro del cilindro hay una pequeña fuente de luz, detectores de luz y un sensor de temperatura. Cada pocos minutos, el dispositivo se activa durante una fracción de segundo, enciende la luz, lee la respuesta de la capa de polímero, la transmite y vuelve a quedar inerte [2].

El sensor implantable utiliza una tecnología óptica basada en la fluorescencia. Es distinta de la tecnología enzimática y eléctrica de los sensores habituales (transcutáneos). En la capa de polímero están fijadas moléculas indicadoras, construidas en torno a grupos de ácido borónico. Esos grupos se unen de forma reversible y selectiva a las moléculas de glucosa y después las sueltan, sin modificarlas [3].

La unión de la glucosa cambia el comportamiento óptico de la molécula indicadora. Una pequeña fuente de luz situada dentro del sensor envía un haz hacia la capa de polímero, y las moléculas indicadoras responden emitiendo a su vez luz, pero de otro color (otra longitud de onda), un fenómeno conocido como fluorescencia. Cuantas más moléculas indicadoras tienen glucosa unida, más intensa es la luz que emiten. El detector del sensor mide esa intensidad y la convierte en un valor de concentración de glucosa. Sustancias como el paracetamol o la vitamina C no alteran el resultado, porque aquí no se produce ninguna reacción enzimática [4].

Cuando la concentración de glucosa del líquido intersticial sube, cada vez más moléculas de glucosa penetran en la capa de polímero y se unen a las moléculas indicadoras. El resultado es una luz fluorescente más intensa en cada medición. Cuando la concentración de glucosa baja, la glucosa se desprende de las moléculas indicadoras y abandona esa capa, y la luz fluorescente se atenúa. La unión y la separación se producen de forma rápida y continua, de modo que la señal luminosa sigue las variaciones del tejido [3] [5].

Sin embargo, la señal luminosa bruta no basta. El sensor mide al mismo tiempo la temperatura local, porque la temperatura influye tanto en la luz que llega a las moléculas indicadoras como en la fluorescencia de estas [2]. Un canal de referencia comprueba la intensidad real de la luz de estimulación, y el programa de cálculo tiene en cuenta el tiempo transcurrido desde el implante y el lento desgaste de las moléculas indicadoras expuestas a la luz. De todos estos elementos resulta un valor corregido de la concentración local de glucosa [1] [5].

El sensor implantado no tiene batería ni emite de forma continua una señal de radio propia. El componente que se lleva sobre la piel, colocado justo encima del lugar del implante, contiene una bobina que genera cada pocos minutos un campo magnético (NFC). Ese campo atraviesa la piel y suministra energía al sensor durante menos de un segundo. El resto del tiempo, el sensor permanece inactivo [1] [2].

Por ese mismo campo magnético circula también la información. El sensor modifica ligeramente el campo, y el componente situado sobre la piel lee esas variaciones y obtiene así la intensidad de la señal luminosa bruta, junto con la temperatura medida. A partir de esa señal, el componente externo calcula el valor corregido de la concentración de glucosa, lo guarda localmente y lo envía por Bluetooth a la aplicación del teléfono [3] [6]. El campo magnético actúa a muy corta distancia, lo que significa que, si el componente sobre la piel no está bien colocado, el sensor no puede activarse ni es posible comunicarse con él.

No. Las moléculas indicadoras del sensor implantable se unen a la glucosa y después la sueltan, sin descomponerla y sin transformarla en otra cosa. Se llama medición por afinidad, es decir, por atracción reversible, y la cantidad de glucosa del tejido permanece inalterada. El sensor lee, en la práctica, un equilibrio entre cuántas moléculas de glucosa están unidas, en cada momento, a las moléculas indicadoras [7].

Los sensores clásicos, que se llevan sobre la piel, funcionan de otra manera. Utilizan una enzima, la glucosa oxidasa, que descompone la glucosa en la superficie de un electrodo y genera una corriente eléctrica proporcional a la concentración de glucosa. La cantidad consumida es ínfima y no te cambia la glucemia, pero la reacción depende de la presencia de oxígeno y agota poco a poco la enzima. La principal ventaja de la medición por afinidad es la estabilidad a largo plazo, que permite que el sensor implantable funcione actualmente durante un año [8].

La detección de la glucosa se produce por completo dentro del sensor implantado, porque allí están la capa de polímero con las moléculas indicadoras, la fuente de luz y los detectores. El componente que se lleva sobre la piel no entra en contacto con el líquido intersticial ni detecta la glucosa [3]. Aun así, resulta indispensable para el funcionamiento del sistema.

El componente externo alimenta el sensor, pone en marcha cada medición, recibe la señal bruta, la convierte en un valor de concentración de glucosa mediante cálculos y correcciones, guarda los valores, te avisa con una vibración cuando hace falta y envía los datos al teléfono [6] [9]. Si te lo quitas, el sensor se queda en su sitio y sin dañarse, pero no se registra ningún valor hasta que vuelvas a ponértelo, bien colocado encima del implante. El componente externo de este sistema de monitorización continua de la glucosa se llama transmisor.