Los científicos hacen que la piel sea transparente con colorantes alimentarios

Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado una técnica innovadora para hacer que la piel y otros tejidos sean transparentes utilizando un tinte simple apto para alimentos.

Este nuevo método, que vuelve temporalmente transparentes los tejidos, podría revolucionar la forma en que los médicos ven y diagnostican problemas internos como lesiones, cánceres y trastornos digestivos.

El estudio, dirigido por el profesor asistente de la Universidad de Stanford, Guosong Hong, y publicado en Science, utiliza FD&C Yellow 5 (también conocido como tartrazina), un colorante alimentario común, para lograr este efecto de transparencia.

Cuando se aplica sobre la piel, el tinte permite que la luz visible pase a través de los tejidos que normalmente la bloquean, proporcionando una visión más clara de los órganos subyacentes. Esta interesante técnica podría conducir a mejores diagnósticos médicos, incluidas extracciones de sangre más sencillas, una mejor detección del cáncer y tratamientos basados ​​en láser aún más precisos.

El proceso funciona resolviendo un problema común: nuestra piel y otros tejidos parecen opacos porque dispersan la luz.

Esta dispersión se produce cuando la luz encuentra grasas, proteínas y líquidos en nuestro cuerpo, cada uno de los cuales tiene un índice de refracción diferente. El índice de refracción determina cuánta luz se desvía a medida que avanza a través de un material.

Dado que los materiales del cuerpo están muy compactos y tienen índices de refracción variables, la luz se dispersa, lo que nos dificulta ver a través de los tejidos.

Los investigadores de Stanford se dieron cuenta de que al comparar los índices de refracción de diferentes tejidos, podían reducir la dispersión y permitir que la luz viajara en línea recta. Descubrieron que la tartrazina, un colorante apto para alimentos, puede absorberse en los tejidos y alinear el índice de refracción, haciendo que el tejido sea transparente.

El equipo probó esto primero en rodajas finas de pechuga de pollo. A medida que se absorbía más tinte, el tejido se volvía completamente transparente. Luego aplicaron el tinte a ratones vivos, frotaron la solución de tartrazina en el cuero cabelludo para revelar los vasos sanguíneos del cerebro y en el abdomen para mostrar las deposiciones y los latidos del corazón. En ambos casos, el tejido se volvió transparente, lo que permitió una visión clara de los órganos que se encontraban debajo.

¿La mejor parte? El proceso es completamente reversible.

Una vez que se elimina el tinte, el tejido vuelve rápidamente a su estado normal. Los investigadores no encontraron efectos a largo plazo y cualquier resto de tinte desapareció del cuerpo en 48 horas. Esto significa que la técnica es segura para un posible uso futuro en humanos.

Guosong Hong considera que esta tecnología se aplica en una amplia gama de campos médicos. «Esta técnica puede hacer que las venas sean más fáciles de ver para tomar muestras de sangre, simplificar la eliminación de tatuajes con láser e incluso ayudar en la detección temprana del cáncer», dijo Hong. Actualmente, algunos tratamientos con láser se limitan a áreas cercanas a la superficie de la piel porque la luz no puede penetrar más profundamente. Este nuevo método puede mejorar la penetración de la luz, lo que permite que los láseres traten tejidos más profundos.

Los investigadores creen que al inyectar el tinte en el cuerpo, pueden obtener vistas aún más profundas, lo que podría ayudar a los médicos a diagnosticar y controlar afecciones sin cirugía invasiva.

El proyecto comenzó como una exploración de cómo la luz interactúa con los textiles, pero rápidamente se expandió hasta convertirse en una colaboración más amplia en la que participaron 21 investigadores. Utilizando un elipsómetro, una herramienta típicamente utilizada en la fabricación de semiconductores, midieron cómo los diferentes tintes afectan el comportamiento de la luz. El investigador postdoctoral Zihao Ou, que dirigió el estudio, probó varios tintes potentes para encontrar el ideal, y la tartrazina resultó ser el más eficaz.

Este avance en la tecnología de transparencia podría abrir un campo de estudio completamente nuevo, donde los científicos combinan tintes específicos con diferentes tejidos para crear mejores herramientas de imágenes médicas.

La investigación contó con el apoyo de varias organizaciones, incluida la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF), los Institutos Nacionales de Salud y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. Hong le da crédito a NSF por desempeñar un papel clave en el éxito del proyecto, proporcionando financiación crítica durante la pandemia, lo que permitió al equipo continuar explorando estas nuevas tecnologías.

Este descubrimiento marca un gran paso adelante en el diagnóstico médico no invasivo, ya que proporciona una nueva ventana al cuerpo que podría conducir a mejores tratamientos y resultados para los pacientes.

Fuente: Fundación Nacional de Ciencias.