Una nueva ‘curita’ mide los biomarcadores corporales que indican salud o enfermedad a través del sudor

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado una “curita” o parche que mide los “biomarcadores” corporales que pueden indicar salud o enfermedad a través del sudor, allanando el camino para una nueva forma no invasiva y efectiva para que los pacientes controlen su salud.

El sudor humano contiene biomarcadores como glucosa, lactato y urea que indican diversas condiciones de salud y se puede recolectar de manera no invasiva e indolora, lo que lo hace ideal para el monitoreo diario, dijo el equipo de investigadores de la NTU en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (EEE).

Los pacientes diabéticos suelen utilizar una prueba invasiva de punción en el dedo para controlar ellos mismos sus niveles de glucosa en sangre. Los pacientes tienen que pincharse los dedos para recoger una pequeña gota de sangre en una tira antes de insertarla en un medidor de glucosa portátil para realizar la lectura. Una alternativa son los dispositivos de control basados ​​en sensores, que son caros y rígidos y deben estar adheridos a la piel del paciente durante períodos prolongados.

Al encapsular un microláser en gotas de cristal líquido e incrustar el líquido dentro de una película de hidrogel suave, el equipo de NTU creó un dispositivo de detección basado en luz compacto y flexible, como un yeso que puede proporcionar lecturas de biomarcadores altamente precisas en cuestión de minutos.

El profesor adjunto de Nanyang, Chen Yu-Cheng, de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y director del Centro de Biodispositivos y Bioinformática de la NTU, afirmó: “Nuestra innovación representa una forma no invasiva, rápida y eficaz para que los pacientes diabéticos controlen su salud. Al combinar un microláser con una película de hidrogel suave, hemos demostrado la viabilidad de un láser portátil para proporcionar una experiencia de control de la salud más agradable para los pacientes”.

El equipo de investigación de la NTU afirmó que su innovación respalda la atención médica en Singapur y en todo el mundo, donde la prevalencia de la diabetes está aumentando. En Singapur, más de 400.000 singapurenses viven con la enfermedad y se prevé que la cifra supere el millón en 2050.

La innovación, reportada en la revista Química analíticase alinea con el pilar de investigación de la Universidad de NTU 2025, un plan estratégico de cinco años que tiene como objetivo aprovechar la investigación innovadora para beneficiar a la sociedad y la salud de la población.

Detección de múltiples biomarcadores

El equipo de la NTU creó su dispositivo de yeso incorporando microláseres en gotitas de cristal líquido. Los microláseres están personalizados para detectar tres tipos diferentes de biomarcadores (lactato, glucosa, urea). Un punto de cristal líquido de un color diferente en el yeso distingue cada biomarcador.

Cuando el sudor interactúa con el yeso, la cantidad de luz emitida por los microláseres fluctúa en función de la concentración de biomarcadores presentes. Para leer los niveles de biomarcadores, los usuarios enfocan una fuente de luz sobre el yeso y la luz emitida por los sensores del microláser se analiza y traduce mediante una aplicación móvil.

En experimentos reales, el parche detectó con éxito pequeñas fluctuaciones en los niveles de glucosa, lactato y urea en el sudor, hasta 0,001 milímetros (mm), lo que es 100 veces mejor que la tecnología similar actual.

El equipo de la NTU considera que su innovación es el primer dispositivo de detección portátil del que se tiene conocimiento que es capaz de medir múltiples biomarcadores en el sudor con una sensibilidad y un rango dinámico ultraaltos. La sensibilidad permite el seguimiento de un rango dinámico (de bajo a alto) en los niveles de biomarcadores, lo que proporciona información completa sobre la salud de los pacientes, afirma el equipo.

Nuestro dispositivo es capaz de detectar niveles altos y bajos de biomarcadores. Esto es particularmente beneficioso para los pacientes diabéticos, ya que los dispositivos de monitoreo de salud similares actuales se centran en rastrear solo los niveles altos de glucosa, pero no los niveles anormales o bajos de glucosa, que pueden indicar otras complicaciones de salud. En comparación, nuestro dispositivo proporcionará una imagen más clara del estado de salud de los usuarios con una variedad de lecturas capturadas”.

Nie Ningyuan, primer autor del estudio, candidato a doctorado de la NTU

En su calidad de experto independiente, el Dr. Lin Chun-Hsien, MD, médico del Hospital Universitario Nacional de Taiwán, Taiwán, afirmó: “Los pacientes diabéticos necesitan controlar con frecuencia su nivel de glucosa en sangre por su seguridad, por ejemplo, para evitar la hipoglucemia, que es una afección en la que el nivel de azúcar en sangre desciende demasiado. Como endocrinólogo, a menudo me encuentro con pacientes que temen el dolor y el sangrado cuando se realizan la prueba de punción en el dedo. Tengo la esperanza de que este dispositivo portátil no invasivo basado en láser desarrollado por el equipo de la NTU de Singapur pueda proporcionar una forma más cómoda y eficaz de controlar la glucosa en sangre de los pacientes. Su capacidad para medir otros biomarcadores también es una ventaja adicional, que ofrecerá más datos sanitarios en beneficio tanto de los pacientes como de los médicos”.

Para los próximos pasos, el equipo de investigación planea afinar los sensores microláser para detectar una variedad más amplia de sustancias, incluidas drogas y otros químicos encontrados en el sudor.

Fuente:

Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur