Publicado 19/07/2022 07:04

Desarrollan un dispositivo que controla constantemente la glucosa, el alcohol y el lactato

Archivo - El "parche de insulina inteligente"
Archivo - El "parche de insulina inteligente" - LABORATORIO ZHEN GU, UCLA - Archivo

MADRID, 19 Jul. (EUROPA PRESS) -

Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) han desarrollado un prototipo de este tipo de dispositivo portátil que puede controlar de forma continua y en tiempo real varias estadísticas de salud: niveles de glucosa, alcohol y lactato, según publican en la revista 'Nature Biomedical Engineering'.

El dispositivo es de pequeño tamaño y se aplica a la piel a través de un parche de agujas microscópicas, o microagujas, de una quinta parte de la anchura de un cabello humano y puede llevarse en la parte superior del brazo y envía los datos de forma inalámbrica a una aplicación de smartphone personalizada.

Los investigadores aseguran que llevar el dispositivo no es doloroso: las microagujas apenas penetran en la superficie de la piel para detectar las biomoléculas del líquido intersticial, que es el líquido que rodea a las células bajo la piel.

"Es como un laboratorio completo en la piel --afirma el director del Centro de Sensores Portátiles, Joseph Wang, profesor de nanoingeniería de la UC San Diego y coautor del artículo--. Es capaz de medir continuamente múltiples biomarcadores al mismo tiempo, lo que permite a los usuarios controlar su salud y bienestar mientras realizan sus actividades diarias".

La mayoría de los monitores de salud comerciales, como los monitores continuos de glucosa para pacientes con diabetes, sólo miden una señal. El problema de esto, según los investigadores, es que deja fuera información que podría ayudar a las personas con diabetes, por ejemplo, a controlar su enfermedad de forma más eficaz.

El control de los niveles de alcohol es útil porque el consumo de alcohol puede reducir los niveles de glucosa. Conocer ambos niveles puede ayudar a las personas con diabetes a evitar que su nivel de azúcar en sangre baje demasiado después de haber bebido. La información sobre el lactato, que puede controlarse durante el ejercicio como biomarcador de la fatiga muscular, también es útil porque la actividad física influye en la capacidad del organismo para regular la glucosa.

"Con nuestro dispositivo, la gente puede ver la interacción entre sus picos o bajadas de glucosa con su dieta, el ejercicio y el consumo de bebidas alcohólicas. Eso también podría mejorar su calidad de vida", afirma Farshad Tehrani, estudiante de doctorado de nanoingeniería en el laboratorio de Wang y uno de los primeros autores del estudio.

El dispositivo consiste en un parche de microagujas conectado a una caja de electrónica. Diferentes enzimas en las puntas de las microagujas reaccionan con la glucosa, el alcohol y el lactato del líquido intersticial. Estas reacciones generan pequeñas corrientes eléctricas, que son analizadas por sensores electrónicos y comunicadas de forma inalámbrica a una app que han desarrollado los investigadores. Los resultados se muestran en tiempo real en un smartphone.

Una de las ventajas del uso de microagujas es que toman muestras directamente del líquido intersticial, y las investigaciones han demostrado que los niveles bioquímicos medidos en ese líquido se correlacionan bien con los niveles en sangre.

"Con esta tecnología partimos de un punto realmente bueno en términos de validez y relevancia clínica --señala Patrick Mercier, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UC San Diego y coautor del artículo--. Eso reduce las barreras de la traslación clínica".

El parche de microagujas, que es desechable, puede separarse de la caja electrónica para facilitar su sustitución. La caja electrónica, que es reutilizable, alberga la batería, los sensores electrónicos, el transmisor inalámbrico y otros componentes electrónicos. El dispositivo puede recargarse en cualquier plataforma de carga inalámbrica utilizada para teléfonos y relojes inteligentes.

Integrar todos estos componentes en un pequeño dispositivo inalámbrico fue uno de los mayores retos del equipo. También fue necesario un diseño e ingeniería inteligentes para combinar los componentes electrónicos reutilizables, que deben permanecer secos, con el parche de microagujas, que se expone a fluidos biológicos.

"Lo bueno de esto es que se trata de un sistema totalmente integrado que alguien puede llevar sin estar atado a un equipo de mesa", añade Mercier, que también es codirector del Centro de Sensores Portátiles de la UC San Diego.

El dispositivo se probó en cinco voluntarios, que llevaban el dispositivo en la parte superior del brazo, mientras hacían ejercicio, comían y bebían una copa de vino. Se utilizó para monitorizar continuamente los niveles de glucosa de los voluntarios simultáneamente con sus niveles de alcohol o lactato.

Las mediciones de glucosa, alcohol y lactato realizadas por el dispositivo coincidieron estrechamente con las mediciones realizadas respectivamente por un medidor de glucosa en sangre comercial, un alcoholímetro y las mediciones de lactato en sangre realizadas en el laboratorio.

Farshad Tehrani y su colega Hazhir Teymourian, antiguo investigador postdoctoral en el laboratorio de Wang, han fundado una nueva empresa llamada AquilX para seguir desarrollando la tecnología con vistas a su comercialización. Los próximos pasos incluyen probar y mejorar la duración del parche de microagujas antes de su sustitución. La empresa también está entusiasmada con la posibilidad de añadir más sensores al dispositivo para controlar los niveles de medicación de los pacientes y otras señales de salud.