Este documento describe un proyecto para desarrollar un chip implantable que mida factores de riesgo para enfermedad cardíaca isquémica como glucosa, presión arterial, frecuencia cardíaca y flujo sanguíneo. El chip usará nanotecnología para detectar biomarcadores específicos y enviará los datos a un dispositivo móvil, permitiendo un diagnóstico temprano y tratamiento dirigido. El chip podría prevenir muchas muertes por enfermedad cardíaca en México.

1. “IC-chip” (Ischemic Cardiomyopathy Chip)
Espacios de Innovación
Prevención de enfermedad isquémica cardíaca
Escuela de Ciencias de la Vida
Equipo: 15
Natsuko Paniagua Díaz IBT A01333254
Mariana Eugenia Villar Villegas IMD A01332437
Aurora Aidee Vazquez García LNB A01335518
Nancy Rosas Delgadillo MC
A01334177
Katherine Rubio Camón MC A01334128
María Fernanda Lammoglia Cobo IBT
Jesús Gilberto Contreras López MC A01167135
Elizabet Sánchez Landa MC A01215588
Norma Alejandra Soto Pérez MC A01215693
Yazmín Xiutlaltzin Fuentes García IBT A01214923
Karla Isabel Santiago Cruz IBT A01336241

2. IC-chip
La solución está dentro
de ti.

3. Introducción
■ El diagnóstico temprano de factores de riesgo (fr) en población
mexicana:
◻ Hipertensión
◻ Hiperglucemia
◻ Aumento de viscosidad en sangre
◻ Predisposición genética
■ Monitoreo de fr --> Estrategia preventiva de mayor impacto
■ En México la EIC es la primera causa de muerte.
■ Desarrollo interdisciplinario de nuevas tecnologías →
Oportunidad más amplia y factible.
Figura 1. Diagnóstico por
electrocardiograma

4. Soluciones existentes (estado del arte)
Medición de glucosa
■ Microsoft: lentes de contacto para
medición de glucosa con alerta
inalámbrica.
■ Glysens: glucómetro implantable de
monitoreo continuo que utiliza ondas en
el espectro electromagnético.
■ Glucómetros convencionales que
requieren muestra de sangre (OneTouch,
Prestige, Optium, Accu-Chek).
Flujo sanguíneo
■ Medición por Doppler ultrasónico
(Shenzhen).
■ Medición por láser Doppler.
■ Medidores electromagnéticos.
■ Transductores ultrasónicos de flujo
sanguíneo (Utah Medical).
Frecuencia cardíaca
■ Medición de presión de pulso
mediante pletismografía.
■ Medición en base a señal de ECG
(Smart ECG, EDAN).
Presión arterial
■ Baumanometros digitales o
manuales (Beurer, Omron, Citizen).
■ Transductores invasivos de presión.
■ Monitores de signos vitales
(Sonolife, Wavelife, Purescope).
Figura 2. Monitor
implantable GlySense.
Figura 3. Baumanómetro
digital Citizen.

5. Áreas de oportunidad
• Falta de diagnóstico específico y preciso para la enfermedad isquémica cardiaca.
• Selección de fármacos adecuados y dirigidos a cada persona según sus factores
individuales y el grado de avance de la enfermedad.
• Desarrollo de técnicas de monitoreo a distancia.
• Detección de marcadores sanguíneos característicos, evitando métodos más invasivos.
• Uso de la nanotecnología, electrónica y principios físicos en un dispositivo multifunción
de diagnóstico y prevención.
Figura 5.Figura 4. Células sanguíneas

6. Propuestas de solución
• Dispositivo implantable capaz de tomar mediciones relevantes para la prevención y detección
temprana de enfermedad isquémica cardiaca.
• Enfocado a personas mayores de 25 años, con antecedentes familiares de enfermedad
isquémica cardiaca, obesidad y predisposición genética.
• Las mediciones que hará son:
• Frecuencia cardiaca
• Glucosa
• Presión arterial
• Flujo sanguíneo
• Posibles biomarcadores como LpP A-2 y Adiponectina
Figura 6.
Corazón.

7. Prototipo:Chip implantable
Figura 9. Vista lateral del chip.
Figura 8. Vista inferior del chip.
Pletismógrafo para medición de FC
Sensor de presión
Transductor de flujo
Foco de luz en el espectro
electromagnético para
medición de glucosa

8. Prototipo: Interfaz de usuario
Figura 7. Interfaz para teléfonos inteligentes.
Muestra los resultados de las mediciones y un
registro histórico.
Figura 8. Dispositivo electrónico diseñado específicamente
para el uso conjunto con el chip. Muestra los resultados de
las mediciones, el registro histórico, así como la posibilidad
de enviar estos por correo. También manda recordatorios
para citas con médicos o toma de medicamentos.

9. Diseño del dispositivo
• Diseño físico
• Tejido donde se implantará el dispositivo.
• Envío de señales inalámbricas
• Programación
• Relación señal-molécula detectada
• Cálculo viscosidad y presión
• Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) Figura 11. GUI.
Figura 10. Wii.
Figura 9. Chip.

10. Diseño del dispositivo
● Espectro electromagnético
• Glucosa
• Selección de biomarcadores para etapas
tempranas de daño cardiaco (LpPLA-
2,Adiponectina) con alta sensibilidad de
detección
• Sensores de flujo y cambios de volumen
(pletismografía)
• Frecuencia cardiaca
• Flujo sanguíneo
Figura 12. IR
Figura 13. Flujo
sanguíneo

11. Contribuciones innovadoras
Ventajas:
• Implementación de nanotecnología
• Mayor especificidad en isquemia cardiaca
• Correlación de factores de riesgo
• Intervención única
• Generación de una base de datos
• Fácil acceso a la información obtenida desde un dispositivo móvil.
Factibilidad:
Viable en cuanto a disponibilidad de material, tecnología y conocimientos integrales en
biomedicina, biotecnología y medicina.
Figura 14. Chip
Figura 15. Corazón

12. Desventajas
•Acceso limitado a sectores de la población
•Hipersensibilidad a material del dispositivo
•Calibración de los sensores
•Falta de sensibilidad de la biomolécula
•Validación de protocolos y resultados
•Tiempo de desarrollo del dispositivo
Figura 16. Biomolécula
Figura 15. Tiempo
Figura 14. Población

13. Consecuencias y perspectivas al futuro
■ El uso de ramas y tecnologías interdisciplinarias como manera
de prevención de enfermedades cardiacas resulta de gran
importancia en la población mexicana. A su vez, el uso del
conjunto de dichas actividades y técnicas repercutirá de forma
gradual para lograr el mejor resultado.

14. Consecuencias y perspectivas al futuro
■ Con el desarrollo de la nanotecnología, se espera que los sensores
sean de menor tamaño cada vez y sea posible cuantificar un mayor
número de factores, disminuyendo la robustez del dispositivo.
■ Se espera que a futuro dichas correlaciones interdisciplinarias tengan
un impacto no sólo nacional sino global. De la misma forma se
espera lograr un mejor acceso al resto de la población.

15. Referencias
■ Ballantyne, CM., et al. (2005). “Lipoprotein-associated phospholipase A2, high-sensitivity C-reactive protein, and risk for incident
ischemic stroke in middle-aged men and women in the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study”. US National Library of
MedicineNational Institutes of Health. Recuperado el 6 de marzo de 2015 de: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16314544
■ McLean, A., & Huang, S. (2012). “Cardiac biomarkers in the intensive care unit”. Recuperado el 06/03/2015 de:
http://www.annalsofintensivecare.com/content/pdf/2110-5820-2-8.pdf
■ Microsoft Research (2012). “Medical Sensing via a Contact Lens”. Recuperado el 06/03/2015 de: http://www.microsoft.com/en-
us/researchconnections/science/stories/functional-lens.aspx
■ Palomer, X., Pérez, A., & Blanco-Vaca, F. (2005). “Adiponectina: un nuevo nexo entre obesidad, resistencia a la insulina y
enfermedad cardiovascular”. Recuperado el 06/03/2015 de: http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/diabetes/adiponectina-
un_nuevo_nexo_entre_obesidad,_resistencia_a_la_insulina_y_enfermedad_cardiovascular.pdf
■ GlySens Incorporated. (2015). TRULY LONG TERM CONTINUOUS GLUCOSE MONITORING.Recuperado el 6 de marzo de
2015 de: http://glysens.com/products/glysens-icgm/
■ Transparency Market Research. (2013). Blood Flow Measurement Devices (Ultrasonic Doppler, Laser Doppler and
Electromagnetic Blood Flowmeters) Market - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast, 2013 - 2019.
Recuperado el 6 de marzo de 2015 de:
http://www.academia.edu/6317336/Blood_Flow_Measurement_Devices_Ultrasonic_Doppler_Laser_Doppler_and_Electromagneti
c_Blood_Flowmeters_Market_-_Global_Industry_Analysis_Size_Share_Growth_Trends_and_Forecast_2013_-_2019
■ Ugo Basile. (2014). Blood Pressure transducers.Recuperado el 6 de marzo de 2015 de:
http://www.ugobasile.com/catalogue/application/ventilation__anesthesia__surgical_monitoring/product/17844_blood_pressure_tra
nsducer__invasive.html
■ Medical Center. (2009). BAUMANOMETRO DIGITAL CITIZEN DE BRAZO AUTOMATICO, 90 MEMORIAS, DETECTOR DE
ARRITMIAS Y MOV. CORPORAL. Recuperado el 6 de marzo de 2015 de:
http://www.medicalcenter.com.mx/baumanometro_digital_citizen_de_brazo_automatico_90_memorias_detector_de_arritmias_y_
mov_corporal

16. Referencias
Fig. 1: http://emftesting.net/wp-content/uploads/2010/05/Heart-Cardiogram.jpg
Fig. 2 y 3: http://glysens.com/
Fig. 4: http://commonconstitutionalist.com/current-events/love-is-like-oxygen/
Fig. 5: http://ganpa.com.mx/
Fig. 6: http://www.publicdomainpictures.net/view-image.php?image=58196&
Fig. 9: http://www.technovelgy.com/graphics/content06/verichip.jpg
Fig. 10: http://www.v3.co.uk/IMG/174/282174/wifi1.jpg
Fig. 11: http://static.red-dot-21.com/img/product/6998/default_16-2395-2013-4.jpg
Fig. 12: http://www.mpg.de/6641444/zoom.jpg
Fig 13: http://yang-sheng.com/wp-content/uploads/2011/05/blood-flow.jpg
Fig 14: http://www.elche.es/media/tinyimages/img/image_31.png
Fig 16: http://2.bp.blogspot.com/-5JieMFdnylI/T8JTeeRdpqI/AAAAAAAAAAU/P4PdYEZCOJ0/s1600/z30+biomoleculas.gif