INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

Crean el primer prototipo de dispositivo de control de glucosa no invasivo y portátil

El dispositivo es lo suficientemente sensible como para medir con precisión la glucosa en el sudor y reflejar la concentración en sangre

Primer prototipo de dispositivo de control de glucosa no invasivo y portátil. (Foto. Jia Zhu, Penn State)
Primer prototipo de dispositivo de control de glucosa no invasivo y portátil. (Foto. Jia Zhu, Penn State)

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22.10.2021 - 00:00

Actualmente, los dispositivos de control de glucosa no invasivos no están disponibles comercialmente en Estados Unidos, por lo que las personas con diabetes deben recolectar muestras de sangre o usar sensores incrustados debajo de la piel para medir sus niveles de azúcar en sangre.

Ahora, investigadores de Penn State han desarrollado un nuevo dispositivo portátil no invasivo para el monitoreo de glucosa.

Concretamente, los investigadores construyeron el dispositivo primero con grafeno inducido por láser, un material que consta de capas de carbono de un átomo de espesor en varias formas. Con una alta conductividad eléctrica y un tiempo de fabricación conveniente de solo segundos, el grafeno inducido por láser parece ser un marco ideal para el dispositivo sensor, pero los investigadores enfrentaron un desafío y es que el grafeno no es sensible a la glucosa, por lo que necesitaron depositar un material sensible a la glucosa en el grafeno.

Para ello, los investigadores eligieron el níquel debido a su sólida sensibilidad a la glucosa y lo combinaron con oro para reducir los riesgos potenciales de una reacción alérgica. Los investigadores plantearon la hipótesis de que el LIG equipado con la aleación de níquel y oro podría detectar concentraciones bajas de glucosa en el sudor de la superficie de la piel.  

El dispositivo es lo suficientemente sensible como para medir con precisión la glucosa en el sudor y reflejar la concentración en sangre

Un material con alta sensibilidad a la glucosa fue una prioridad. El sudor presenta concentraciones de glucosa notablemente bajas en comparación con la sangre, pero, según los investigadores, existe una fuerte correlación entre los niveles de glucosa en el sudor y la sangre. Si bien la concentración de glucosa en el sudor es aproximadamente 100 veces menor que la concentración en sangre, el dispositivo del equipo es lo suficientemente sensible como para medir con precisión la glucosa en el sudor y reflejar la concentración en sangre

La sensibilidad de la aleación de níquel-oro permitió a los investigadores excluir las enzimas, que a menudo se utilizan para medir la glucosa en dispositivos más invasivos disponibles comercialmente. Sin embargo, estas enzimas pueden degradarse rápidamente con el tiempo y los cambios de temperatura. 

CÁMARA DE MICROFLUIDOS

Los sensores no enzimáticos requieren una solución alcalina, que puede dañar la piel y, por lo general, limita la capacidad de uso del dispositivo. Para frenar este problema, el equipo conectó una cámara de microfluidos a la aleación LIG. Esta cámara es más pequeña que las configuraciones desarrolladas anteriormente para promover el uso y porosa para permitir un rango de movimiento, como estiramiento o aplastamiento. Está conectado a una entrada de recolección que hace pasar el sudor a la solución sin permitir que la solución toque la piel. La solución básica interactúa con las moléculas de glucosa para producir un compuesto que reacciona con la aleación. Esta reacción desencadena una señal eléctrica que indica la concentración de glucosa en el sudor.

En una prueba de concepto, los investigadores utilizaron un adhesivo seguro para la piel para sujetar el dispositivo reutilizable al brazo de una persona. El sujeto realizó un breve entrenamiento, lo suficiente para producir sudor, justo antes de cada tiempo de medición. Unos minutos después de recolectar el sudor, los investigadores encontraron que la concentración de glucosa detectada disminuyó de la primera medición a la siguiente. Las mediciones de glucosa del dispositivo se verificaron mediante mediciones realizadas con un monitor de glucosa disponible comercialmente. 

Los investigadores planean mejorar su prototipo para aplicaciones futuras, lo que incluye abordar cómo los pacientes o los médicos pueden usar el sensor para mediciones de glucosa incrementales o monitoreo continuo para determinar acciones de tratamiento, como la administración de insulina.

También tienen la intención de refinar y expandir esta plataforma para un monitoreo más cómodo de otros biomarcadores que se pueden encontrar en el sudor o en los fluidos intersticiales que llenan el espacio entre las células del cuerpo.

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