Los ingenieros de la Universidad de California, San Diego, han desarrollado un protector bucal que puede controlar los marcadores de salud, como lactato, cortisol y ácido úrico, en la saliva y transmitir la información de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, computadora portátil o tableta.
La tecnología, que se encuentra en una etapa de prueba de concepto, podría usarse para monitorear a los pacientes continuamente sin procedimientos invasivos, así como para monitorear el rendimiento de los atletas o los niveles de estrés en soldados y pilotos. En este estudio, los ingenieros se centraron enácido úrico, que es un marcador relacionado con la diabetes y la gota. Actualmente, la única forma de controlar los niveles de ácido úrico en un paciente es extraer sangre.
El equipo, dirigido por el profesor de nanoingeniería Joseph Wang y el profesor de ingeniería eléctrica Patrick Mercier, ambos de la Universidad de California en San Diego, describe el diseño y el rendimiento del protector bucal este mes en la revista Biosensores y Bioelectrónica .
"La capacidad de monitorear biomarcadores de saliva continuos y no invasivos es muy prometedora para muchas aplicaciones biomédicas y de acondicionamiento físico", dijo Wang.
Prueba de los sensores
En este estudio, los investigadores demostraron que el sensor del protector bucal podría ofrecer una manera fácil y confiable de controlar los niveles de ácido úrico. El protector bucal se ha probado con saliva humana pero no se ha probado en la boca de una persona.
Los investigadores recolectaron muestras de saliva de voluntarios sanos y las extendieron en el sensor, lo que produjo lecturas en un rango normal. Luego, recolectaron saliva de un paciente que sufre de hiperuricemia, una condición caracterizada por un exceso de ácido úrico en la sangre.El sensor detectó más de cuatro veces más ácido úrico en la saliva del paciente que en los voluntarios sanos.
El paciente también tomó Alopurinol, que había sido recetado por un médico para tratar su condición. Los investigadores pudieron documentar una caída en los niveles de ácido úrico durante cuatro o cinco días a medida que el medicamento entró en vigencia. En el pasado, el pacienteHubiera necesitado extracciones de sangre para controlar los niveles y confiar en los síntomas para comenzar y suspender su medicación.
Fabricación y diseño
El equipo de Wang creó un sensor serigrafiado con plata, tinta azul de Prusia y uricasa, una enzima que reacciona con el ácido úrico. Debido a que la saliva es extremadamente compleja y contiene muchos biomarcadores diferentes, los investigadores deben asegurarse de que los sensores solo reaccionen con elácido úrico. Los nanoingenieros configuran el equivalente químico de un sistema de autenticación de dos pasos. El primer paso es una serie de cerraduras químicas, lo que garantiza que solo los bioquímicos más pequeños ingresen al sensor. El segundo paso es una capa de uricasa atrapada en polímeros, que reacciona selectivamente con el ácido úrico. La reacción entre el ácido y la enzima genera peróxido de hidrógeno, que es detectado por la tinta azul de Prusia. Esa información se transmite a una placa electrónica como señales eléctricas a través de tiras metálicas que forman parte del sensor.
La placa electrónica, desarrollada por el equipo de Mercier, utiliza pequeños chips que detectan la salida de los sensores, digitaliza esta salida y luego transmite datos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, tableta o computadora portátil. Toda la placa electrónica ocupa un área un poco más grande que unCentavo de EE. UU.
Próximos pasos
El siguiente paso es incrustar todos los dispositivos electrónicos dentro del protector bucal para que realmente se pueda usar. Los investigadores también tendrán que probar los materiales utilizados para los sensores y dispositivos electrónicos para asegurarse de que sean completamente biocompatibles. La próxima iteracióndel protector bucal es alrededor de un año, estima Mercier.
"Todos los componentes están ahí", dijo. "Es solo una cuestión de refinar el dispositivo y trabajar en su estabilidad".
Wang y Mercier lideran el Centro de sensores portátiles en UC San Diego, que ha realizado una serie de avances en el campo, incluidos tatuajes temporales que controlan la glucosa, chips de procesamiento de energía ultraminiaturizados y bolígrafos llenos de tintas de alta tecnología paraHágalo usted mismo sensores químicos.
"UC San Diego se ha convertido en un líder en el campo de los sensores portátiles", dijo Mercier.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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