Millones de personas donan sangre cada año, salvando innumerables vidas. Una vez completada la donación de sangre, se separarán el plasma y los glóbulos blancos, y la suspensión de glóbulos rojos restante es el producto de transfusión de sangre más utilizado en la práctica clínica. En la mayoría de los países, se puede almacenar en forma líquida en condiciones de baja temperatura hasta por 42 días.
Sin embargo, los glóbulos rojos experimentan gradualmente cambios estructurales durante el proceso de almacenamiento en frío, la membrana celular se vuelve frágil y se acumulan varios metabolitos dañinos, lo que provoca que la calidad de la sangre disminuya. Por lo tanto, los glóbulos rojos generalmente ya no se consideran aptos para transfusión después de seis semanas. Lo que es aún más problemático es que incluso en las mismas condiciones y tiempo de almacenamiento, los glóbulos rojos de diferentes donantes de sangre "envejecen" a ritmos diferentes. La atenuación de su calidad se ve afectada por muchos factores, como el estado metabólico, el estilo de vida, el peso, el sexo y la edad del donante, y varía mucho. Estas diferencias individuales suelen ser difíciles de identificar en hospitales y centros de sangre de manera oportuna. La razón clave es la falta de un método de prueba de la calidad de la sangre que sea rápido y barato y que pueda usarse en la práctica clínica de primera línea antes de la transfusión.
Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder y del Centro Médico Anschutz de la Universidad de Colorado desarrollaron recientemente un nuevo dispositivo de detección compacto, de bajo costo y fácil de usar, con la esperanza de brindar una solución a los problemas anteriores. El equipo prevé que, en el futuro, este dispositivo se pueda convertir en un "chip" del tamaño de una moneda, que se puede insertar directamente en un teléfono inteligente y proporcionar resultados de pruebas en aproximadamente dos minutos a través de la cámara del teléfono y la aplicación de soporte, lo que permitirá una evaluación instantánea junto a la cama.
El principio de funcionamiento de este chip se basa en la tecnología de microfluidos acústicos. Los electrodos están dispuestos en la superficie del chip. Cuando la corriente pasa, se generan ondas acústicas superficiales similares a las ondas sonoras en la capa superior, que actúan sobre una pequeña gota de sangre colocada en la superficie del chip. Bajo la acción de ondas acústicas, los glóbulos rojos vibrarán y se calentarán gradualmente hasta que se rompan, lo que equivale a una "prueba de esfuerzo en miniatura" de los glóbulos rojos: cuanto más rápido se rompen, más frágiles son los glóbulos rojos y peor es la calidad general de la sangre.
En el experimento, los investigadores analizaron muestras de sangre de múltiples donantes de sangre sanos cada semana durante un período de almacenamiento de 42 días. Los resultados muestran que a medida que se extiende el tiempo de almacenamiento, los glóbulos rojos de algunos donantes se romperán a temperaturas más bajas y en momentos más tempranos, y la calidad habrá disminuido significativamente antes de alcanzar la "fecha de caducidad" oficial. Esto muestra que confiar únicamente en una vida útil uniforme no es suficiente para reflejar con precisión el verdadero estado de cada bolsa de sangre en un momento específico.
Para confirmar si las vibraciones acústicas eran esenciales, el equipo también intentó observar la ruptura térmica de los glóbulos rojos únicamente mediante un control preciso de la temperatura, y las comparó entre diferentes donantes y diferentes momentos. El estudio encontró que el calentamiento por sí solo no puede distinguir eficazmente las diferencias en las propiedades de los glóbulos rojos entre los donantes sin superponer vibraciones acústicas. Sin embargo, después de añadir vibraciones acústicas, estas diferencias se pueden mostrar claramente.
Los investigadores señalan que esta técnica muestra que la calidad de los glóbulos rojos se ve afectada tanto por la duración del almacenamiento como por las diferencias biológicas individuales. Una vez que se puedan identificar las bolsas de sangre de menor calidad antes de la transfusión, los hospitales pueden priorizar su uso lo más rápido posible, mejorando así la utilización de los recursos sanguíneos y brindando una mejor garantía de tratamiento para los pacientes. Al mismo tiempo, también se espera que este tipo de prueba ayude a los médicos a predecir cómo se comportarán los glóbulos rojos del receptor en el cuerpo después de la transfusión, optimizando así las decisiones sobre transfusiones de sangre.
Actualmente, todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que este método se implemente ampliamente en los hospitales, incluida una mayor verificación, mejoras de ingeniería e integración con los procesos de transfusión de sangre existentes. En el futuro, el equipo de investigación espera ampliar la aplicación sobre esta base, utilizar la misma ruta técnica para detectar múltiples factores que afectan las células sanguíneas o niveles específicos de proteínas en la sangre y desarrollar más herramientas de diagnóstico en el lugar de atención. El artículo de investigación relevante se publicó en el último número de la revista "Lab on a Chip" y el resumen de la investigación fue publicado por la Universidad de Colorado Boulder.