Dime lo que sudas y te diré qué enfermedades puedes tener. Un monitor de salud portátil, impreso en 3D, desarrollado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington, puede medir de manera confiable los niveles de importantes sustancias bioquímicas en el sudor durante el ejercicio físico.
Este dispositivo podría suponer una forma sencilla y no invasiva de rastrear condiciones de salud y diagnosticar enfermedades comunes, como diabetes, gota, enfermedades renales o cardíacas.En un informe publicado en la revista 'ACS Sensors', los investigadores pudieron evaluar con precisión los niveles de glucosa, lactato y ácido úrico de los voluntarios, así como la tasa de sudoración durante el ejercicio.
«La diabetes es un problema importante en todo el mundo. Creo que la impresión 3D puede marcar una diferencia en el campo de la atención sanitaria y quería ver si podemos combinar la impresión 3D con métodos de detección de enfermedades para crear un dispositivo como este», señala Chuchu Chen, estudiante de doctorado y primer autor del artículo.
Los investigadores utilizaron un catalizador de un solo átomo y reacciones enzimáticas para mejorar la señal y medir niveles bajos de biomarcadores. Tres biosensores en el monitor cambian de color para indicar los niveles bioquímicos específicos.
El sudor contiene muchos metabolitos importantes que pueden indicar problemas de salud, pero, a diferencia del muestreo de sangre, no es invasivo. Los niveles de ácido úrico en el sudor pueden indicar el riesgo de desarrollar gota, enfermedad renal o cardíaca. Los niveles de glucosa se utilizan para controlar la diabetes y los niveles de lactato pueden indicar la intensidad del ejercicio.
«La tasa de sudoración también es un parámetro importante y un indicador fisiológico para la salud de las personas», apunta Kaiyan Qiu, profesor asistente de Berry en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU. Pero la cantidad de estas sustancias químicas en el sudor es pequeña y puede ser difícil de medir, añadieron los investigadores. Si bien se han desarrollado otros sensores de sudor, son complejos y necesitan un equipo especializado y experiencia para fabricarlos. Además, deben ser flexibles y extensibles.
«Es novedoso utilizar catalizadores de un solo átomo para mejorar la sensibilidad y precisión del monitor de salud», señala Annie Du, profesora de investigación en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU y directora junto a Qiu del estudio.
El monitor de salud que desarrollaron los investigadores está formado por canales muy pequeños para medir la tasa de sudoración y la concentración de biomarcadores.
Cuando los investigadores compararon los monitores en los brazos de los voluntarios con los resultados de laboratorio, descubrieron que su monitor medía de manera precisa y confiable la concentración de las sustancias químicas, así como la tasa de sudoración.
Si bien inicialmente eligieron tres biomarcadores para medir, pueden agregar más y se pueden personalizar. Además, los monitores también resultaron cómodos para los voluntarios.
Los investigadores ahora están trabajando para mejorar aún más el diseño y la validación del dispositivo. Como esperan poder comercializarlo, la Oficina de Comercialización de WSU también ha presentado una solicitud de patente provisional para proteger la propiedad intelectual asociada con esta tecnología. El trabajo ha sido financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
