Sensores de piel para el sudor como alternativa a las extracciones de sangre

Un equipo de científicos está desarrollando unos dispositivos portátiles que serán capaces de detectar las sustancias que hay presentes en el sudor

Sensor que detecta las sustancias presentes en el sudor (Foto. Universidad de Berkeley)
Sensor que detecta las sustancias presentes en el sudor (Foto. Universidad de Berkeley)
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19 octubre 2019 | 00:10 h

Un equipo de científicos de la Universidad de Berkeley (California) está desarrollando unos sensores de piel portátiles que serán capaces de detectar las sustancias que hay presentes en el sudor.

El objetivo de esta investigación es que algún día el monitoreo de la transpiración pueda evitar la necesidad de procedimientos más invasivos como por ejemplo las extracciones de sangre y de esta manera proporcionar actualizaciones en tiempo real sobre problemas de salud como la deshidratación o la fatiga.

Utilizan los sensores para controlar la tasa de sudoración, y los electrolitos y metabolitos en el sudor

En un artículo publicado en Science Advances, el equipo describe el nuevo diseño que se puede fabricar rápidamente utilizando una técnica de procesamiento "rollo a rollo" en la que esencialmente se imprime los sensores en una lámina de plástico como palabras en un periódico

Utilizaron estos dispositivos para controlar la tasa de sudoración, y los electrolitos y metabolitos en el sudor, de voluntarios que hacían ejercicio y de otros que experimentaban transpiración inducida químicamente.

"El objetivo del proyecto no es solo hacer los sensores, sino comenzar a hacer muchos estudios de materias y ver qué nos dice el sudor: siempre digo 'decodificar' la composición del sudor", ha explicado Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en UC Berkeley y autor principal del artículo.

"Para eso necesitamos sensores que sean confiables, reproducibles y que podamos fabricar a escala para que podamos colocar múltiples sensores en diferentes puntos del cuerpo y ponerlos en muchas materias", ha afirmado Javey.

Contienen un tubo microscópico en espiral, o microfluídico, que absorbe el sudor de la piel. Al rastrear tan rápido se mueve a través del microfluídico, los sensores pueden informar cuánto suda una persona, o su tasa de sudoración. Además, están equipados con sensores químicos que pueden detectar concentraciones de electrolitos como el potasio y el sodio, y metabolitos como la glucosa.

Pueden detectar concentraciones de electrolitos como el potasio y el sodio

Javey y su equipo trabajaron con investigadores del Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia para desarrollar una forma de fabricar rápidamente los parches de sensores en una técnica de procesamiento de rollo a rollo similar a la serigrafía.

"El procesamiento de rollo a rollo permite la producción de gran volumen de parches desechables a bajo costo", ha asegurado Jussi Hiltunen de VTT. “Los grupos académicos obtienen un beneficio significativo de la tecnología de rollo a rollo cuando el número de dispositivos de prueba no limita la investigación. Además, la fabricación a mayor escala demuestra el potencial para aplicar el concepto de detección de sudor en aplicaciones prácticas".

Para comprender mejor lo que el sudor puede decir sobre la salud en tiempo real del cuerpo humano, los investigadores primero colocaron los sensores de sudor en diferentes puntos en los cuerpos de los voluntarios, incluida la frente, el antebrazo, la axila y la parte superior de la espalda, y midieron sus tasas de sudoración y los niveles de sodio y potasio en su sudor mientras montaban en una bicicleta estática.

Descubrieron que la tasa de sudoración local podría indicar la pérdida general de líquidos del cuerpo durante el ejercicio, lo que significa que el seguimiento de la tasa de sudoración podría ser una forma de advertir a los atletas cuando se están esforzando demasiado.

"Tradicionalmente, lo que la gente ha hecho es recolectar sudor del cuerpo durante un cierto tiempo y luego analizarlo", ha explicado Hnin Yin Yin Nyein, un estudiante graduado en ciencias e ingeniería de materiales en UC Berkeley y uno de los autores principales de el papel. "Así que no se podían ver muy bien los cambios dinámicos con una buena resolución". Al utilizar estos dispositivos portátiles, ahora podemos recopilar continuamente datos de diferentes partes del cuerpo, por ejemplo, para comprender cómo la pérdida de sudor local puede estimar la pérdida de líquidos en todo el cuerpo".

También los utilizaron para comparar los niveles de glucosa en el sudor y los niveles de glucosa en sangre en pacientes sanos y diabéticos, y encontraron que una sola medición de glucosa en sudor no necesariamente puede indicar el nivel de glucosa en sangre de una persona.

"Ha habido muchas esperanzas de que las pruebas de sudor no invasivas puedan reemplazar las mediciones basadas en sangre para diagnosticar y controlar la diabetes, pero hemos demostrado que no existe una correlación simple y universal entre el sudor y los niveles de glucosa en la sangre", ha dicho Mallika Bariya, estudiante de posgrado en ciencias de los materiales e ingeniería en UC Berkeley y el otro autor principal del artículo. "Esto es importante para que la comunidad lo sepa, de modo que en el futuro nos centremos en investigar correlaciones individualizadas o de parámetros múltiples".

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