Los investigadores de la Universidad de Texas en Dallas están sudando las cosas pequeñas en sus esfuerzos por desarrollar un dispositivo portátil que pueda controlar el nivel de glucosa de un individuo a través de la transpiración en la piel.
En un estudio publicado recientemente en línea en la revista Sensores y actuadores B: Químico , Dra. Shalini Prasad, profesora de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson, y sus coautores demostraron las capacidades de un biosensor que diseñaron para detectar y cuantificar de manera confiable la glucosa en el sudor humano.
El equipo demostró previamente que su tecnología puede detectar cortisol en la transpiración.
Pero para los diabéticos y aquellos en riesgo de diabetes, el autocontrol de la glucosa en sangre o el azúcar en la sangre es una parte importante del manejo de sus afecciones.
"Los rastreadores de actividad física que monitorean la frecuencia cardíaca y el recuento de pasos son muy populares, pero los biosensores no invasivos que se pueden llevar puestos serían extremadamente beneficiosos para controlar las enfermedades", dijo Prasad, profesor de ciencias biológicas de sistemas Cecil H. e Ida Green.
Los monitores de glucosa en sangre de uso doméstico típicos requieren que el usuario obtenga una pequeña muestra de sangre, generalmente a través del pinchazo de un dedo y a menudo varias veces al día. Sin embargo, el sensor textil UT Dallas detecta glucosa en la pequeña cantidad de ambientesudar en la piel de una persona.
"En nuestro mecanismo de sensor, usamos la misma reacción química y enzimática que se incorpora en las tiras de prueba de glucosa en sangre", dijo Prasad. "Pero en nuestro diseño, tuvimos que tener en cuenta el bajo volumen de sudor ambiental que estaría presenteen áreas como debajo de un reloj o dispositivo de muñeca, o debajo de un parche que se encuentra junto a la piel ".
Prasad dijo que los investigadores que trabajan con el sudor a menudo usan un proceso llamado iontoforesis, que envía una corriente eléctrica a través de la piel para generar suficiente transpiración para los experimentos de detección. Sin embargo, debido a que este método puede provocar erupciones y quemaduras en la piel, el equipobuscó una alternativa que funcionara con pequeñas cantidades de sudor.
Su diseño funciona con volúmenes de sudor inferiores a un microlitro, que es la cantidad aproximada de líquido que cabría en un cubo del tamaño de un cristal de sal.
La tecnología también proporciona una respuesta en tiempo real en forma de lectura digital.
El estudiante de doctorado Prasad y bioingeniería Rujuta Munje, autor principal del artículo de la revista, incorporó un material textil a base de polímero en su sensor de glucosa y usó instalaciones de sala limpia de UT Dallas para construir los elementos electrónicos. El prototipo esun dispositivo pequeño, flexible, en forma de varilla de aproximadamente una pulgada de largo.
"Usamos propiedades conocidas de textiles y tejidos en nuestro diseño", dijo Prasad. "Lo que fue innovador fue la forma en que incorporamos y colocamos los electrodos en este textil de tal manera que permite que un volumen muy pequeño de sudor se extienda de manera efectivaa través de la superficie "
Las tiras de prueba de glucosa en sangre típicas también contienen una molécula que amplifica la señal de las reacciones químicas en la tira lo suficiente como para registrarse electrónicamente en un dispositivo de monitoreo. Pero si se usa en un dispositivo que se usa al lado de la piel, esas moléculas pueden serirritante, dijo Prasad, que presentó otro desafío.
Para garantizar que una cantidad tan pequeña de sudor genere una señal lo suficientemente fuerte, Prasad y Munje modificaron la topografía de la superficie del material textil.
"Nuestras modificaciones permiten que este material atrape moléculas de glucosa oxidasa, lo que amplifica efectivamente la señal", dijo Prasad. "Lo hicimos de esta manera porque estamos pensando en una posible comercialización; para hacer esto, necesitamos un proceso de fabricación que seano complejo "
Prasad y Munje también pudieron explicar el hecho de que la química del sudor de una persona cambia a lo largo del día.
"La glucosa es una molécula difícil de controlar porque otros factores pueden confundir una señal", dijo Prasad. "Por ejemplo, el pH o la acidez de su sudor pueden variar mucho según las circunstancias".
Señaló que cuando las personas hacen ejercicio o están bajo estrés, el nivel de otros compuestos en el sudor, como el cortisol y el ácido láctico, también cambia, y estos pueden interferir con la detección de glucosa.
"Hemos demostrado que con nuestra tecnología, abordamos tres problemas críticos: bajo volumen de sudor ambiental, interferencia de otros compuestos y cambios de pH", dijo Prasad
Prasad y Munje probaron su prototipo usando muestras de sudor humano de donantes.
Si bien un producto de consumo basado en la tecnología todavía está a unos años de distancia, el concepto se desarrolló teniendo en cuenta la comercialización y la producción ampliada.
"En este punto, estamos pensando en este sensor como algo que usted usa por un día y desecha, y creemos que podría incorporarse fácilmente en las plataformas de electrónica de consumo existentes", dijo Prasad. "Estamos muy entusiasmados con elpotencial para licenciar esta tecnología "
La investigación fue apoyada por la beca dotada por Cecil H. e Ida Green en UT Dallas.
Los investigadores de UT Dallas y otros lugares han investigado si la glucosa que se encuentra en otros fluidos corporales, como la orina y las lágrimas, podría usarse para rastrear los niveles de glucosa, eliminando aún más la necesidad de extracciones de sangre invasivas. Google, por ejemplo, está investigandoUna lente de contacto inteligente diseñada para medir los niveles de glucosa en las lágrimas.
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que 29 millones de personas en los Estados Unidos tienen diabetes y 86 millones tienen prediabetes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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