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Detecta cuatro biomarcadores

Desarrollan un 'laboratorio' que se pega a la piel para analizar la salud por el sudor

Wearable para analizar la salud a través del sudor
J. ROGERS/UNIVERSIDAD NORTHWESTERN
Actualizado 28/11/2016 9:18:39 CET

   MADRID, 28 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo de investigación de la Universidad Northwestern, en Evanston, Illinois, Estados Unidos, ha desarrollado un dispositivo microfluídico suave y flexible que se adhiere fácilmente a la piel y mide el sudor del usuario para mostrar cómo su cuerpo responde al ejercicio.

   El dispositivo, de bajo costo, analiza los biomarcadores clave para ayudar a una persona a decidir rápidamente si es necesario realizar algún ajuste, como beber más agua o reponer electrolitos o si algo está médicamente tocado.

   Diseñado para un solo uso de unas pocas horas, el dispositivo, colocado directamente sobre la piel del antebrazo o la espalda, detecta, incluso, la presencia de un biomarcador para la fibrosis quística y, en el futuro, puede ser más ampliamente utilizado para el diagnóstico de la enfermedad.

   Según el diseñador de esta herramienta, John A. Rogers, de la Northwestern, subraya que este dispositivo posibilita nuevas capacidades de medición que no son posibles con los tipos de almohadillas absorbentes y esponjas usadas actualmente en la recolección de sudor.

   "El sudor es un rico caldo químico que contiene una serie de compuestos químicos importantes con información fisiológica sobre la salud. Al expandir nuestra plataforma electrónica 'epidérmica' previamente desarrollada para incluir una compleja red de canales microfluídicos y depósitos de almacenamiento, ahora podemos realizar el análisis bioquímico de este importante biofluido", afirma.

   Este profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Biomédica y Cirugía Neurológica en la Escuela de Ingeniería y la Facultad de Medicina de la Universidad Northwestern y su colaborador Yonggang Huang son pioneros en el desarrollo de eléctronica similar a la piel que se estira y mueve naturalmente con la piel. Éste es su primer dispositivo para controlar la salud fisiológica mediante el análisis de biofluidos.

   "Ya sabemos cómo poner la electrónica en la piel de una manera natural; aquí nuestro desafío era lidiar con el flujo de fluidos y la recogida, el almacenamiento y el análisis del sudor en un dispositivo delgado, suave y flexible", detalla Huang, que trabajó en el diseño y la optimización del dispositivo, cuyos detalles se revelan en un artículo publicado este miércoles en 'Science Translational Medicine'.

   "La plataforma de análisis de sudor que hemos desarrollado permitirá a las personas monitorear su salud en el lugar sin la necesidad de un muestreo de sangre y con electrónica integrada que no requiere una batería, pero permite la conexión inalámbrica a un teléfono inteligente", añade este profesor de Ingeniería Civil y Ambiental e Ingeniería Mecánica en la Escuela de Ingenería de Northwestern.

DETECTA CUATRO BIOMARCADORES

   En un estudio de precisión y durabilidad, el dispositivo fue probado en dos grupos diferentes de atletas: uno que montaba en bicicleta dentro de un gimnasio en condiciones controladas y el otro participando en el Tour de Tucson, una carrera de bicicletas de larga distancia en zonas áridas y condiciones complejas. Los investigadores colocaron el dispositivo en los brazos y espaldas de los atletas para capturar el sudor.

   Durante el ejercicio moderado o vigoroso, el sudor serpentea a través de los diminutos canales microscópicos del dispositivo y en cuatro diferentes compartimentos circulares pequeños. En los compartimentos, las reacciones con reactivos químicos dan como resultado cambios de color visibles que se relacionan cuantitativamente con el pH y las concentraciones de glucosa, cloruro y lactato. Cuando se aproxima un teléfono inteligente al dispositivo, la electrónica inalámbrica activa una aplicación que captura una foto del dispositivo y analiza la imagen para obtener datos sobre las concentraciones de biomarcadores.

   "Elegimos estos cuatro biomarcadores porque proporcionan un perfil característico que es relevante para determinar el estado de salud --subraa Rogers, director del Centro de Electrónica Bio-integrada de Northwestern--. El dispositivo también puede determinar la tasa de sudor y la pérdida, y puede almacenar muestras para análisis de laboratorio posteriores, si es necesario".

   En el grupo que hizo bici en el interior, los científicos compararon las lecturas de biomarcadores del nuevo dispositivo con el análisis de laboratorio convencional (como capturar sudor con parches absorbentes pegados a la piel y analizarlos fuera del sitio) del mismo sudor y encontraron que los dos conjuntos de resultados estaban de acuerdo entre sí.

   Con los ciclistas de larga distancia, probaron la durabilidad del dispositivo en las complejas e impredecibles condiciones del desierto, detectando que los dispositivos eran robustos: permanecían adheridos a la piel de los atletas, no se filtraban y proporcionaban el tipo de información de calidad que buscaban los investigadores.

   Las innovaciones de este dispositivo son que puede capturar, almacenar y analizar el sudor in situ en tiempo real; puede determinar cuantitativamente los niveles de biomarcadores usando el análisis colorimétrico, y no se requiere una fuente de alimentación para mostrar los resultados; sino que se emplea una cámara de teléfono inteligente y una aplicación para leer el cambio de biomarcador.

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