Influencia de la temperatura en la difusión transcutánea de gases en sangre: Proyecto CAPNOS (CAPNOS)

Desde un punto de vista clínico, la presión arterial de dióxido de carbono (CO2) -paCO2- es un dato fisiológico especialmente interesante porque aporta información sobre el correcto funcionamiento del sistema cardiorrespiratorio. Sin embargo, la medición actual del "estándar de oro" de esta paCO2 requiere una punción arterial, una operación que requiere personal calificado, un análisis rápido de las muestras de sangre recolectadas y conlleva riesgos y molestias para el paciente. De hecho, la presión parcial transcutánea de CO2 - tcpCO2 - se suele utilizar como medida indirecta de la paCO2, debido a su buena correlación con esta última. Sin embargo, los monitores de tcpCO2 actuales son voluminosos, caros (10-20 000 €) y tienen una desviación significativa que hace necesario recalibrar el electrodo de medición cada 4-8 horas. Además, estos monitores calientan la piel a temperaturas entre 41 y 44 °C, lo que puede provocar quemaduras, especialmente cuando se usan en bebés.

De hecho, una alternativa a los monitores tcpCO2 actuales parece muy deseable. En particular, frente al auge de la electrónica portátil, una solución que se acerque a los oxímetros de pulso de muñeca pero para la medición de CO2 sería un activo innegable que no se puede lograr sin una revisión de la tecnología de medición de tcpCO2.

Es en este contexto global que se enmarca la presente investigación; Para desarrollar un sensor portátil de tcpCO2, se deben explorar dos vías principales. Por un lado, es necesario conocer las modalidades de difusión del CO2 a través de los tejidos subcutáneos y la piel hacia un medio externo (aire ambiente o sensor). Por otro lado, es necesario desarrollar una técnica confiable para medir el CO2 mediante un sensor colocado contra la piel y esto con una deriva mínima.

La presente investigación se centra exclusivamente en la primera de estas dos pistas, es decir, en el fenómeno de la difusión de CO2 a través de la piel. De hecho, la literatura sobre este tema es antigua e incompleta. En particular, se desconoce la velocidad de difusión del CO2 a través de la piel en función de la temperatura de la piel. Sin embargo, esta variación es de crucial interés para el dimensionamiento de un sensor tcpCO2 en términos de autonomía. De hecho, la tasa de difusión de CO2 a través de la piel tiene una influencia directa en el tiempo de respuesta de dicho sensor.

La presente investigación es por tanto puramente exploratoria, con el objetivo de adquirir nuevos conocimientos en fisiología. Su objetivo es llenar los vacíos en la literatura sobre las variaciones de la tasa de difusión transcutánea de CO2 en función de la temperatura, con el objetivo a largo plazo de desarrollar un nuevo tipo de sensor tcpCO2 que eluda las limitaciones de los monitores actuales. El objetivo no es desarrollar un nuevo tipo de sensor tcpCO2, sino caracterizar la tasa de difusión de CO2 a través de la piel utilizando un sistema desarrollado específicamente para este estudio. El sistema de medición utilizado es un dispositivo experimental que no está destinado a comercializarse como dispositivo médico. De hecho, mide un caudal de CO2 y no una presión parcial - presión parcial que es, como recordatorio, la cantidad de interés clínico.