La envoltura para los dedos utiliza el sudor para brindar control de la salud al alcance de la mano, literalmente

Un dispositivo portátil impulsado por el sudor tiene el potencial de hacer que el control continuo y personalizado de la salud sea tan sencillo como usar una curita. Ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una venda electrónica para los dedos que monitorea los niveles químicos vitales, como glucosa, vitaminas e incluso medicamentos, presentes en el mismo sudor del dedo del que obtiene su energía.

El avance fue publicado el 3 de septiembre en Naturaleza electrónica del grupo de investigación de Joseph Wang, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Nano de la Familia Aiiso Yufeng Li en UC San Diego.

El dispositivo, que se ajusta firmemente alrededor del dedo, extrae energía de una fuente poco probable: el sudor de los dedos. Las yemas de los dedos, a pesar de su pequeño tamaño, se encuentran entre las productoras de sudor más prolíficas del cuerpo, y cada una de ellas está repleta de más de mil glándulas sudoríparas. Estas glándulas pueden producir de 100 a 1000 veces más sudor que la mayoría de las otras áreas del cuerpo, incluso en reposo. Este flujo constante de sudor natural, sin ningún estímulo ni actividad física, ofrece una fuente confiable de energía que alimenta el dispositivo incluso durante períodos de inactividad o sueño.

El dispositivo está construido a partir de varios componentes electrónicos impresos en un material polimérico delgado, flexible y estirable. Su diseño le permite adaptarse al dedo y al mismo tiempo es lo suficientemente resistente como para soportar flexiones, estiramientos y movimientos repetidos. «Se basa en una notable integración de componentes de recolección y almacenamiento de energía, con múltiples biosensores en un microcanal fluídico, junto con el correspondiente controlador electrónico, todo al alcance de la mano», dijo Wang.

Para su funcionamiento son fundamentales las células de biocombustible que se colocan donde el dispositivo entra en contacto con la punta de los dedos. Estas células han sido diseñadas especialmente para recolectar y convertir de manera eficiente las sustancias químicas del sudor en electricidad. Esta electricidad se almacena en un par de baterías extensibles de cloruro de plata y zinc, que accionan sensores (cuatro en total), cada uno de los cuales tiene la tarea de monitorear un biomarcador específico: glucosa, vitamina C, lactato y levodopa, un medicamento utilizado para tratar el Parkinson. enfermedad. A medida que el sudor pasa a través de pequeños canales de microfluidos de papel hasta estos sensores, el dispositivo analiza los niveles de los biomarcadores, mientras extrae la energía que necesita del propio sudor que está tomando la muestra. Un pequeño chip procesa las señales de los sensores y transmite los datos de forma inalámbrica a través de Bluetooth de baja energía a una aplicación de teléfono inteligente o computadora portátil especialmente diseñada.

«Se trata de un seguimiento automático de la salud al alcance de la mano», afirmó el primer autor del estudio, Shichao Ding, investigador postdoctoral en el grupo de investigación de Wang en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. «El usuario puede estar en reposo o dormido, y el dispositivo aún puede recolectar energía y rastrear los niveles de biomarcadores».

En las pruebas, un sujeto usó el dispositivo durante el día para rastrear los niveles de glucosa durante las comidas, los niveles de lactato durante el trabajo de escritorio y el ejercicio, los niveles de vitamina C mientras bebía jugo de naranja y los niveles de levodopa después de comer habas, una fuente natural de compuesto.

Ding y el coautor Tamoghna Saha dicen que el dispositivo se puede personalizar para satisfacer las necesidades de salud individuales mediante la detección de diferentes conjuntos de biomarcadores. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de un sistema de circuito cerrado que no sólo monitoree los biomarcadores, sino que también administre tratamientos basados ​​en los datos recopilados. Por ejemplo, en el caso de la diabetes, un dispositivo de este tipo podría controlar continuamente los niveles de glucosa y administrar automáticamente insulina según sea necesario, y luego evaluar la eficacia del tratamiento mediante un mayor control de los niveles de biomarcadores.

«Poder, detección y tratamiento autónomos, todo en un solo dispositivo: ese es el objetivo final», afirmó Ding.

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Shichao Ding