Nuevos sensores portátiles detectan los componentes del sudor

Un equipo de científicos de la Universidad de California, Berkeley está desarrollando sensores de piel portátiles que pueden detectar lo que hay en su sudor. En un nuevo artículo, el equipo describe un diseño de sensor que se puede fabricar rápidamente utilizando una técnica de procesamiento “rollo a rollo” que esencialmente imprime los sensores en una hoja de plástico como palabras en un periódico. Los sensores pueden proporcionar mediciones en tiempo real de la velocidad del sudor y electrolitos y metabolitos en el sudor.

Los expertos esperan que algún día, el monitoreo de la transpiración pueda evitar la necesidad de procedimientos más invasivos como las extracciones de sangre y proporcionar actualizaciones en tiempo real sobre problemas de salud como la deshidratación o la fatiga.

"El objetivo del proyecto no es solo fabricar los sensores, sino comenzar a hacer muchos estudios de materias y ver qué nos dice el sudor: siempre digo 'decodificar' la composición del sudor", dijo 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 lugares del cuerpo y colocarlos en muchas materias", dijo Javey, quien también se desempeña como científico de la facultad. en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Los nuevos sensores contienen un tubo microscópico en espiral, o microfluídico, que absorbe el sudor de la piel. Al rastrear qué tan rápido se mueve el sudor a través del microfluídico, los sensores pueden informar cuánto suda una persona, o su tasa de sudoración.

Los microfluídicos también están equipados con sensores químicos que pueden detectar concentraciones de electrolitos como el potasio y el sodio, y metabolitos como la glucosa.

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 en gran volumen de parches desechables a bajo costo", dijo 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 su sudor. tasas y los niveles de sodio y potasio en su sudor mientras viajaban 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 el sudor del cuerpo durante un cierto tiempo y luego analizarlo", dijo Hnin Yin Yin Nyein, un estudiante graduado en ciencias e ingeniería de materiales en UC Berkeley y uno de los autores principales del papel. "Por lo tanto, no se podían ver muy bien los cambios dinámicos con una buena resolución. Al usar 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 utilizaron los sensores 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", dijo 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".  @mundiario