La Innovación de Stanford: Hacer la Piel Transparente

Pero ¿qué pasaría si pudiéramos aplicar una sustancia sobre la piel, como una crema hidratante, y hacerla transparente, sin dañar el tejido?

Eso es lo que han hecho los científicos de Stanford utilizando un tinte aprobado por la FDA que se encuentra comúnmente en los alimentos, entre varias otras moléculas que absorben la luz y que exhiben efectos similares. Publicada en Science, la investigación detalla cómo frotar una solución de tinte sobre la piel de un ratón en un laboratorio permitió a los investigadores ver, a simple vista, a través de la piel, hasta los órganos internos, sin hacer una incisión. Y, con la misma facilidad con la que se produjo la transparencia, se pudo revertir.

“Tan pronto como enjuagamos y masajeamos la piel con agua, el efecto se revirtió en cuestión de minutos”, dijo Guosong Hong, profesor adjunto de ciencia e ingeniería de materiales y autor principal del artículo. “Es un resultado sorprendente”.

La absorción reduce la dispersión de la luz

Cuando las ondas de luz inciden sobre la piel, el tejido las dispersa, lo que hace que parezca opaca y no transparente a la vista. Este efecto de dispersión surge de la diferencia en los índices de refracción de los diferentes componentes del tejido, como el agua y los lípidos. El agua suele tener un índice de refracción mucho menor que los lípidos en el espectro visible, lo que hace que la luz visible se disperse al atravesar el tejido que contiene ambos.

Para igualar los índices de refracción de los diferentes componentes del tejido, el equipo masajeó una solución de tartrazina roja (también conocida como el colorante alimentario FD&C Yellow 5) sobre el abdomen, el cuero cabelludo y las patas traseras de un ratón sedado. La piel se tornó roja, lo que indica que gran parte de la luz azul había sido absorbida debido a la presencia de esta molécula que absorbe la luz. Este aumento en la absorción alteró el índice de refracción del agua en una longitud de onda diferente (en este caso, roja). Como resultado de la absorción del colorante, el índice de refracción del agua coincide con el de los lípidos en el espectro rojo, lo que conduce a una dispersión reducida y hace que la piel parezca más transparente en la longitud de onda roja.

Esta investigación es una nueva aplicación de ecuaciones que datan de hace décadas y que pueden describir la relación entre la absorción y el índice de refracción, llamadas relaciones de Kramers-Kronig. Además de este colorante alimentario, varias otras moléculas que absorben la luz han demostrado efectos similares, lo que confirma la generalización de la física subyacente a este fenómeno.

Ver los órganos internos

Los investigadores pudieron ver, sin necesidad de equipo especial, los órganos internos en funcionamiento, incluidos el hígado, el intestino delgado, el ciego y la vejiga. También pudieron visualizar el flujo sanguíneo en el cerebro y las estructuras finas de las fibras musculares en las extremidades.

El corazón palpitante y el sistema respiratorio activo del ratón indicaron que se había logrado la transparencia en animales vivos. Además, el tinte no alteró permanentemente la piel del sujeto y la transparencia desapareció tan pronto como el tinte se enjuagó con agua.

Los investigadores creen que este es el primer enfoque no invasivo para lograr visibilidad de los órganos internos vivos de un ratón.

El futuro potencial del tejido “transparente”

Hasta el momento, el estudio sólo se ha realizado en un animal. Si la misma técnica pudiera trasladarse a los seres humanos, podría proporcionar una serie de beneficios biológicos, de diagnóstico e incluso cosméticos, afirmó Hong.

Por ejemplo, en lugar de biopsias invasivas, las pruebas de detección del melanoma podrían realizarse observando directamente el tejido de una persona sin extirparlo. Este enfoque también podría reemplazar algunas radiografías y tomografías computarizadas, y hacer que las extracciones de sangre sean menos dolorosas al ayudar a los flebotomistas a encontrar fácilmente las venas. También podría mejorar servicios como la eliminación de tatuajes con láser, al ayudar a enfocar los rayos láser con precisión donde se encuentra el pigmento debajo de la piel.

“Esto podría tener un impacto en la atención médica y evitar que las personas se sometan a pruebas invasivas”, dijo Hong. “Si pudiéramos observar lo que sucede debajo de la piel en lugar de cortarla o usar radiación para obtener una imagen poco clara, podríamos cambiar la forma en que vemos el cuerpo humano”.

Fuente: Jen A. Miller / Universidad de Stanford