Un dispositivo portátil impulsado por el sudor tiene la capacidad de proporcionar un control de salud continuo y personalizado con la misma facilidad que usar una curita. Ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una punta de dedo electrónica que monitorea niveles químicos vitales, como glucosa, vitaminas e incluso medicamentos, presentes en el mismo sudor de la punta del dedo del que extrae su energía.
El avance fue publicado el 3 de septiembre. Electrónica de la naturaleza Por el grupo de investigación del profesor Joseph Wang en el Departamento de Ingeniería Química y Nano de la Familia Iso Yufeng Li en UC San Diego.
El dispositivo, que se envuelve seco alrededor del dedo, extrae energía de una fuente poco probable: el sudor de la punta del dedo. Las yemas de los dedos, a pesar de su pequeño tamaño, se encuentran entre los mayores productores de sudor del cuerpo y cada una de ellas está repleta de más de mil glándulas sudoríparas. Estas glándulas pueden producir de 100 a 1000 veces más sudor que otras partes del cuerpo, incluso en reposo. Este flujo constante de sudor natural, sin estimulación ni actividad física, proporciona una fuente de energía confiable que alimenta el dispositivo incluso durante la inactividad o el sueño.
El dispositivo está hecho de varios componentes electrónicos impresos en un material polimérico delgado, flexible y estirable. Su diseño le permite adaptarse al dedo y es lo suficientemente resistente como para soportar flexiones, estiramientos y movimientos repetidos. “Se basa en una extraordinaria integración de componentes de recolección y almacenamiento de energía, múltiples biosensores en un microcanal líquido, con controladores electrónicos asociados, todo al alcance de la mano”.
Un elemento central de su funcionamiento es la celda de biocombustible que se encuentra donde el dispositivo interactúa con el dedo. Estas células están especialmente diseñadas para recolectar de manera eficiente las sustancias químicas del sudor y convertirlas en electricidad. Esa electricidad se almacena en un par de baterías elásticas de cloruro de plata y zinc, que alimentan un conjunto de sensores (cuatro en total), cada uno de los cuales tiene la tarea de monitorear un biomarcador específico: glucosa, vitamina C, lactato y levodopa, un fármaco utilizado para tratar el Parkinson Tratamiento de la enfermedad. A medida que el sudor fluye a través de pequeños canales de microfluidos de papel hacia estos sensores, el dispositivo analiza los niveles de biomarcadores y extrae toda la energía que necesita del sudor muestreado. Un pequeño chip procesa la señal del sensor y transmite los datos de forma inalámbrica a través de Bluetooth de baja energía a una aplicación de teléfono inteligente o computadora portátil diseñada a medida.
“Es un monitoreo de salud automatizado al alcance de su mano”, dijo el primer coautor del estudio, Shichao Ding, investigador postdoctoral en el grupo de investigación de Wang en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. “El usuario puede estar descansando o durmiendo, y el dispositivo aún puede recolectar energía y rastrear los niveles de biomarcadores”.
En el experimento, una persona usó el dispositivo durante todo el día para rastrear los niveles de glucosa durante las comidas, los niveles de lactato durante el trabajo de escritorio y el ejercicio, los niveles de vitamina C mientras bebía jugo de naranja y los niveles de levodopa después de comer habas, una fuente natural del compuesto. .
Ding y el coautor Tamoghana Saha dijeron que el dispositivo se puede personalizar para satisfacer las necesidades de salud individuales mediante la detección de diferentes conjuntos de biomarcadores. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de un sistema de circuito cerrado que no solo monitoree los biomarcadores, sino que también dirija el tratamiento en función de los datos recopilados. Por ejemplo, en el caso de la diabetes, un dispositivo de este tipo podría controlar continuamente los niveles de glucosa y administrar automáticamente insulina según sea necesario, y luego evaluar la eficacia del tratamiento mediante un mayor seguimiento de los niveles de biomarcadores.
“Poder, detección y tratamiento autónomos, todo en un solo dispositivo: ese es el objetivo final”, dijo Ding.