Ciertas sales y minerales pueden acumularse en los riñones, y unirse y agrandarse hasta formar una masa dura que se conoce como cálculos renales. Estos se mueven hacia el tracto urinario y pueden causar un dolor insoportable, bloqueos en el sistema urinario dificultando la expulsión de la orina e incluso sangrado.

Los médicos se valen de una prueba metabólica de la orina de un paciente con cálculos renales, cuyos resultados pueden revelar la presencia de metabolitos como minerales y solutos, y a partir de ello prevenir la formación de cálculos en el futuro.

Para llevar a cabo esta prueba, el paciente debe recolectar su orina durante un período de 24 horas en un recipiente grande, el cual se envía a un laboratorio que emitirá resultados entre siete y 10 días después.

Este dispositivo similar al spinner puede usarse para diagnosticar infecciones urinarias

Sin embargo, Pak Kin Wong, profesor de ingeniería biomédica e ingeniería mecánica, considera que este proceso es largo y engorroso, y que podría mejorarse. “El largo proceso, el engorroso procedimiento de recolección y el retraso en la obtención de los resultados hacen que las pruebas de orina de 24 horas se subutilicen en la práctica clínica a pesar de las recomendaciones de la guía”, dijo.

Y en efecto, Wong participó en una investigación reciente que arrojó un sistema mejorado de análisis de orina para personas que padecen cálculos renales junto con colegas de la Universidad de Penn State y la Universidad de Standford. Y según indican en su documento en Science Advances, este arroja resultados en tan solo 30 minutos, un tiempo muy reducido en comparación con el de la prueba habitual.

Una superficie resbaladiza

Otra de las dificultades con las que hay que lidiar en la prueba existente para detectar metabolitos en la orina es la necesidad de un equipo especial costoso que solo suelen tener ciertos laboratorios comerciales.

En vista de ello, Wong y su equipo se dedicaron a desarrollar un sistema de detección biomimética llamado superficie porosa resbaladiza con infusión de líquido SLIPS-LAB. Se trata de una superficie lisa, dinámica y de muy baja fricción, creada a partir del bloqueo de líquidos lubricantes en sustratos micro/nanoestructurados.

Inspirada en la naturaleza

SLIPS-Lab está inspirada en las plantas de jarra nepenthes, también conocidas como plantas jarro, copas de mono o plantas carnívoras que tienen precisamente forma de jarras y tienen líquido digestivo en su interior.

Pero la similitud con el nuevo sistema está en sus bordes de micro textura con infusión de líquido, que al ser extremadamente resbaladizos hacen que los insectos caigan dentro de sus hojas en forma de jarra.

Siguiendo este ejemplo, SLIPS-Lab permite que el reactivo y las gotas de orina se desplacen sobre la superficie resbaladiza del canal de adición de líquido del dispositivo de prueba, de modo que no se atasquen, reaccionando sin mayor esfuerzos.

Sin necesidad de técnicos

Otro punto importante es que los resultados de la prueba se pueden leer con un escáner o un teléfono celular, y que la imagen resultante puede analizarse también con un algoritmo matemático.

“Significa que la tecnología no requiere que un técnico ejecute ninguna maquinaria de prueba, por lo que es posible hacer la prueba en entornos no tradicionales, como el consultorio de un médico o incluso la casa del paciente”, dijo, Wong, resaltando esto como una de las principales ventajas de la nueva prueba.

La mejor parte es que todos los pasos descritos hasta ahora solo tomarán 30 minutos, y según Wong, usar SLIPS-Lab es más rentable que las pruebas regulares de 24 horas. “El bajo costo, la rapidez y la simplicidad de SLIPS-LAB reducirían la barrera para que el médico y el paciente se sometan a un análisis de metabolitos de riesgo de cálculos”, dijo.

La implementación de esta prueba tiene el potencial de mejorar el manejo de pacientes con cálculos renales. Pero ademas, nos demuestra que hay muchas cosas que podemos aprender y copiar de manera práctica de la naturaleza.

Referencia:

New urine testing method holds promise for kidney stone sufferers. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/ps-nut051920.php

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