Una desventaja de los sensores médicos que prueban el sudor humano: hay que sudar.
Sudar por el esfuerzo o una temperatura ambiente sofocante puede ser poco práctico para algunos pacientes e inseguro para otros. Y a menos que estén en la segunda etapa del Tour de Francia, es poco probable que los pacientes quieran sudar todo el día para beneficiarse de un sensorleyendo.
Pero los investigadores de la Universidad de Cincinnati han ideado una nueva forma de estimular las glándulas sudoríparas en un parche de piel pequeño y aislado para que los sujetos puedan mantenerse frescos y cómodos y realizar su rutina diaria sin pasar horas en una cinta de correr.
El profesor de UC Jason Heikenfeld y el graduado de UC Zachary Sonner idearon un dispositivo del tamaño de una curita que usa un estimulante químico para producir sudor, incluso cuando el paciente está relajado y fresco. Los sensores también pueden predecir cuánto sudan los pacientes, un factor importante para comprender las hormonas o productos químicos que miden los biosensores. El estudio fue publicado el 25 de julio en la revista de nanotecnología Laboratorio en un chip .
"El desafío no es solo encontrar nuevos avances tecnológicos como este, sino también reunir todas estas soluciones tecnológicas en un dispositivo confiable y fabricable", dijo Heikenfeld.
Cofundó una compañía de biosensores, Eccrine Systems, que está buscando precisamente eso.
Según la firma de investigación de mercado IbisWorld, los sensores biomédicos son parte de una industria de dispositivos médicos valorada en $ 88 mil millones en los Estados Unidos. La industria está preparada para ver un crecimiento explosivo en los próximos cinco años con el advenimiento de la nueva tecnología yaumento de la competencia.
Heikenfeld ayudó a lanzar la compañía de biosensores de Cincinnati en 2013 con la ayuda del programa Technology Accelerator de UC y recientemente fue nombrado vicepresidente asistente de asuntos empresariales y comercialización de tecnología de UC. Se desempeña como director científico de Eccrine System y dijo que el trabajo de la compañía está empezando a atraeratención internacional
El análisis de sangre se considera el estándar de oro para el análisis biométrico. Pero las pruebas biométricas con sangre son invasivas y a menudo requieren el uso de un laboratorio. Es mucho más difícil para los médicos realizar un monitoreo continuo de la sangre durante horas o días. El sudor proporciona unalternativa no invasiva, con marcadores químicos que son más útiles para controlar la salud que la saliva o las lágrimas, dijo Heikenfeld.
"Las personas ignoraron durante mucho tiempo el sudor porque, aunque puede ser un líquido de mayor calidad para los biomarcadores, no se puede confiar en tener acceso a él", dijo Heikenfeld. "Nuestro objetivo era lograr métodos para estimular el sudor siempre que sea necesario".necesario - o por días "
Heikenfeld, también director del Laboratorio de Dispositivos Novedosos de la UC, ha estado estudiando el problema durante siete años. Los científicos dicen que el sudor proporciona la misma información útil sobre los pacientes que la sangre. El problema siempre ha sido obtener la misma muestra consistente posible conuna extracción de sangre estándar, dijo.
"Creemos que los solutos que encuentras en la sangre los encontrarás en el sudor", dijo. "Hemos postulado que desde hace un tiempo y, hasta ahora, no hemos visto nada que cambie nuestra hipótesis".
La prueba del sudor tiene otros posibles beneficios sobre la sangre, dijo.
"Si extrae sangre, obtiene un punto de datos", dijo. "En muchos casos, a los médicos les encantaría saber si las concentraciones aumentan o disminuyen con el tiempo".
Para el estudio, los investigadores aplicaron sensores y un gel que contiene carbacol, un químico utilizado en gotas para los ojos, en el antebrazo de su sujeto durante 2.5 minutos. Utilizaron tres métodos para obtener datos del sensor: el gel y los sensores solos y en combinación con espuma de memoriaacolchado para proporcionar un mejor contacto entre el sensor y la piel y la iontoforesis, una corriente eléctrica de 0.2 miliamperios que impulsa una pequeña cantidad de carbacol a la capa superior de la piel y estimula localmente las glándulas sudoríparas, pero no produce sensación física ni molestias.
Luego registraron los datos obtenidos del sudor del sujeto durante 30 minutos usando sensores que midieron las concentraciones de electrolitos del sudor. Carbachol fue eficaz para inducir la sudoración debajo del sensor durante hasta cinco horas. Heikenfeld dijo que un estudio posterior generó resultados de sensores exitosos para variosdías usando este proceso para estimular el sudor.
Utilizaron un tinte sensible al pH para observar los resultados. El tinte naranja se volvió azul cuando reaccionó con el sudor. Esto demostró que las glándulas sudoríparas se estimularon de manera uniforme en el área del sensor.
"Este trabajo representa un salto significativo en la tecnología de detección de sudor", concluyó el estudio.
"Imagine poder controlar a los pacientes cardíacos después de que hayan sido dados de alta del hospital, o prevenir la deshidratación en los atletas o incluso ayudar a asegurar que su cuerpo obtenga las concentraciones correctas exactas de un medicamento recetado", dijo Heikenfeld.
"El objetivo final es la conveniencia y la confiabilidad para las aplicaciones biomédicas", dijo el alumno Sonner, autor principal del artículo.
"El objetivo final es llevar la idea de una prueba de sobremesa a un dispositivo portátil, tal vez para personas en trabajos de alto estrés como los pilotos de aerolíneas, y analizarlos en busca de estrés", dijo Sonner. "Si eres unpiloto, no puede hacer extracciones de sangre mientras vuela el avión. Pero un sensor podría analizar el sudor para que podamos comenzar a entender cómo su cuerpo responde a situaciones estresantes ".
El estudio se produce en un momento en que muchos consumidores están desempeñando un papel más activo en el monitoreo de la química de su propio cuerpo y utilizando tecnología portátil para seguir su progreso hacia alguna meta atlética o de bienestar.
Los sensores desarrollados por UC podrían ayudar a rastrear los cambios en las hormonas como el cortisol, que se libera cuando alguien está bajo estrés.
"Los niveles de cortisol pueden ayudar a los entrenadores a saber cuánto necesitan entrenar a un atleta hasta que los empujen demasiado", dijo.
Ese es el momento en que el rendimiento deportivo comienza a disminuir mientras la posibilidad de lesión aumenta dramáticamente, dijo.
Los posibles usos van mucho más allá de los atletas olímpicos. El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. En la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, un socio investigador de la UC, está extremadamente interesado en medir el cortisol en los pilotos que enfrentan situaciones de estrés mental y físico.el tiempo usando sensores no invasivos sería extremadamente útil, dijo Heikenfeld.
Del mismo modo, podría ser útil para pacientes que quieran realizar un monitoreo de salud regular en el hogar después de una cirugía, dijo Sonner.
"Es particularmente útil para las visitas de seguimiento en las que normalmente hay que hacer algún tipo de análisis de sangre. En su lugar, podrían usar un parche desechable durante 20 minutos", dijo Sonner.
¿Y ahorrar el tiempo y el dinero de un viaje innecesario al laboratorio de sangre o al consultorio del médico? Vale la pena sudar.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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