Hay muchas cosas que no le gustan de ir al médico: pagar un copago, sentarse en la sala de espera, revistas desactualizadas, personas enfermas que tosen sin cubrirse la boca. Para muchos, sin embargo, lo peor de un médicola visita se está atascando con una aguja. Los análisis de sangre son una forma probada y verdadera de evaluar lo que está sucediendo con su cuerpo, pero la incomodidad es inevitable. O tal vez no, dicen los científicos de Caltech.
en un nuevo artículo publicado en Biotecnología de la naturaleza , los investigadores dirigidos por Wei Gao, profesor asistente de ingeniería médica, describen un sensor portátil de producción masiva que puede monitorear los niveles de metabolitos y nutrientes en la sangre de una persona mediante el análisis de su sudor. Los sensores de sudor desarrollados previamente se dirigen principalmente a compuestos que aparecen en niveles altosconcentraciones, como electrolitos, glucosa y lactato. El sensor de sudor de Gao es más sensible que los dispositivos actuales y puede detectar compuestos de sudor de concentraciones mucho más bajas, además de ser más fáciles de fabricar, dicen los investigadores.
El desarrollo de tales sensores permitiría a los médicos monitorear continuamente la condición de pacientes con enfermedades como enfermedades cardiovasculares, diabetes o enfermedad renal, todo lo cual resulta en niveles anormales de nutrientes o metabolitos en el torrente sanguíneo. Los pacientes se beneficiarían de tener susmédico mejor informado de su condición, al tiempo que evita encuentros invasivos y dolorosos con agujas hipodérmicas.
"Tales sensores de sudor portátiles tienen el potencial de capturar de manera rápida, continua y no invasiva los cambios en la salud a niveles moleculares", dice Gao. "Podrían permitir un monitoreo personalizado, diagnóstico temprano e intervención oportuna".
El trabajo de Gao se centra en el desarrollo de dispositivos basados en microfluídica, un nombre para tecnologías que manipulan pequeñas cantidades de líquidos, generalmente a través de canales de menos de un cuarto de milímetro de ancho. Los microfluídicos son ideales para una aplicación de este tipo porque minimizaninfluencia de la evaporación del sudor y la contaminación de la piel en la precisión de la detección. A medida que el sudor recién suministrado fluye a través de los microcanales, el dispositivo puede realizar mediciones más precisas del sudor y puede capturar cambios temporales en las concentraciones.
Hasta ahora, dicen Gao y sus colegas, los sensores portátiles basados en microfluidos se fabricaron principalmente con un proceso de evaporación de litografía, que requiere procesos de fabricación complicados y costosos. En cambio, su equipo optó por hacer sus biosensores de grafeno, una láminaforma de carbono. Tanto los sensores basados en grafeno como los pequeños canales de microfluídica se crean grabando las láminas de plástico con un láser de dióxido de carbono, un dispositivo que ahora es tan común que está disponible para los aficionados a los hogares.
El equipo de investigación optó por que su sensor midiera la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca y los niveles de ácido úrico y tirosina. Se eligió la tirosina porque puede ser un indicador de trastornos metabólicos, enfermedad hepática, trastornos alimentarios y afecciones neuropsiquiátricas. Ácido úricose eligió porque, a niveles elevados, se asocia con gota, una afección articular dolorosa que está en aumento a nivel mundial.La gota se produce cuando los altos niveles de ácido úrico en el cuerpo comienzan a cristalizarse en las articulaciones, particularmente las de los pies, causando irritación.e inflamación.
Para ver qué tan bien funcionaron los sensores, los investigadores realizaron una serie de pruebas con individuos y pacientes sanos. Para verificar los niveles de tirosina del sudor, que están influenciados por la aptitud física de una persona, utilizaron dos grupos de personas: atletas entrenados e individuos deaptitud física promedio. Como se esperaba, los sensores mostraron niveles más bajos de tirosina en el sudor de los atletas. Para verificar los niveles de ácido úrico, tomaron un grupo de individuos sanos y monitorearon su sudor mientras estaban en ayunas y después de comer una comida ricaen purinas, compuestos en los alimentos que se metabolizan en ácido úrico. El sensor mostró que los niveles de ácido úrico aumentaban después de la comida. El equipo de Gao también realizó una prueba similar con pacientes con gota. Sus niveles de ácido úrico, según el sensor, eran mucho más altos que los degente sana
Para verificar la precisión de los sensores, los investigadores también tomaron muestras de sangre de pacientes con gota y sujetos sanos. Las mediciones de los niveles de ácido úrico en los sensores se correlacionaron fuertemente con los niveles del compuesto en la sangre.
Gao dice que la alta sensibilidad de los sensores, junto con la facilidad con la que se pueden fabricar, significa que eventualmente podrían ser utilizados por los pacientes en el hogar para monitorear afecciones como gota, diabetes y enfermedades cardiovasculares. Tener información precisa en tiempo realsobre su salud podría incluso permitir que un paciente ajuste sus propios niveles de medicamentos y dieta según sea necesario.
"Teniendo en cuenta que los nutrientes y metabolitos circulantes anormales están relacionados con una serie de condiciones de salud, la información recopilada de estos sensores portátiles será invaluable tanto para la investigación como para el tratamiento médico", dice Gao.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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