Una desventaja de los sensores médicos que prueban el sudor humano:tienes 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 la lectura del sensor.

Pero los investigadores de la Universidad de Cincinnati han encontrado una forma novedosa de estimular las glándulas sudoríparas en un pequeño, parche aislado de piel 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 la UC Jason Heikenfeld y el graduado de la 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 sustancias químicas que miden los biosensores. El estudio aparece en la edición del 25 de julio de la revista de nanotecnología. Laboratorio en un chip .

"El desafío no es solo crear nuevos avances tecnológicos como este, pero también reuniendo todas estas soluciones tecnológicas en un dispositivo confiable y fabricable, "Dijo Heikenfeld.

Fue cofundador de una empresa de biosensores, Sistemas ecrinos, C ª., que persigue precisamente eso.

Los sensores biomédicos son parte de una industria de dispositivos médicos valorada en $ 88 mil millones en los Estados Unidos, según la firma de investigación de mercado IbisWorld. La industria está preparada para ver un crecimiento explosivo en los próximos cinco años con la llegada de nuevas tecnologías y una competencia cada vez mayor.

Heikenfeld ayudó a lanzar la empresa de biosensores de Cincinnati en 2013 con la ayuda del programa Technology Accelerator de UC. Se desempeña como director científico de Eccrine System y recientemente fue nombrado vicepresidente adjunto de asuntos empresariales y comercialización de tecnología de la UC.

El trabajo de la empresa está atrayendo la atención internacional por la profunda forma en que podría cambiar el diagnóstico y el seguimiento de la salud, él dijo.

"A los médicos les encantaría saber si las concentraciones químicas aumentan o disminuyen con el tiempo, ", Dijo Heikenfeld." ¿Cuál era su línea de base antes de enfermarse? Luego, midiendo el cambio en las concentraciones, sabemos aún más sobre qué tan enfermo está o qué tan rápido está mejorando ".

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 seguimiento continuo de la sangre durante horas o días.

El sudor proporciona una alternativa no invasiva, con marcadores químicos que son más útiles para controlar la salud que la saliva o las lágrimas, Dijo Heikenfeld.

"La gente durante mucho tiempo ignoró el sudor porque, aunque puede ser un fluido de mayor calidad para biomarcadores, no puedes confiar en tener acceso a él, ", Dijo Heikenfeld." Nuestro objetivo era lograr métodos para estimular el sudor cuando sea necesario, o durante días ".

Heikenfeld, también director del Laboratorio de Dispositivos Nuevos de la UC, ha estado estudiando el problema durante siete años. Los científicos dicen que el sudor proporciona mucha de la misma información útil sobre los pacientes que la sangre. El problema siempre ha sido obtener la misma muestra consistente que es posible con una extracción de sangre estándar, él dijo.

"Creemos que los solutos que encuentras en la sangre los encontrarás en el sudor, ", dijo." Hemos postulado eso durante algún tiempo y, a partir de ahora, No hemos visto nada que cambie nuestra hipótesis ”.

Analizar el sudor tiene otros posibles beneficios sobre la sangre, él dijo.

"Si haces una extracción de sangre, obtienes 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 contenía carbacol, un químico utilizado en gotas para los ojos, al antebrazo de su sujeto durante 2,5 minutos.

Utilizaron tres métodos para obtener los datos del sensor:el gel y los sensores solos y en combinación con un relleno de espuma viscoelástica (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 hacia la capa superior de la piel y estimula localmente las glándulas sudoríparas, pero no causa sensación física ni malestar.

Luego, registraron los datos obtenidos del sudor del sujeto durante 30 minutos utilizando sensores que midieron las concentraciones de electrolitos del sudor. El carbacol fue eficaz para inducir la sudoración debajo del sensor durante cinco horas. Heikenfeld dijo que un estudio posterior generó con éxito resultados de sensores durante varios días utilizando 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 estimulaban de manera uniforme en el área del sensor.

"Este trabajo representa un avance significativo en la tecnología de detección de sudor, "concluyó el estudio.

"Imagínese poder monitorear 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 garantizar que su cuerpo obtenga las concentraciones exactas correctas de un medicamento recetado, "Dijo Heikenfeld.

"El objetivo final es la conveniencia y la confiabilidad para aplicaciones biomédicas, "dijo el alumno Sonner, autor principal del artículo.

"El objetivo final es llevar la idea de una prueba de laboratorio a un dispositivo portátil, tal vez para personas en trabajos de alto estrés como pilotos de aerolíneas, y analizarlos en busca de estrés, "Sonner dijo." Si eres piloto, no puedes hacer extracciones de sangre mientras vuelas el avión. Pero un sensor podría analizar el sudor para que podamos comenzar a comprender cómo responde su cuerpo a situaciones estresantes ".

El estudio se produce en un momento en el que muchos consumidores están asumiendo un papel más activo en el seguimiento de la química de su propio cuerpo y en el uso de tecnología portátil para realizar un seguimiento de su progreso hacia algún objetivo atlético o de bienestar.

Los sensores que UC desarrolló podrían ayudar a rastrear cambios en hormonas como el cortisol, que se lanza cuando alguien está bajo estrés.

"Los niveles de cortisol pueden ayudar a los entrenadores a saber qué tan duro deben entrenar a un atleta hasta que lo estén llevando demasiado lejos, " él dijo.

Ese es el momento en que el rendimiento deportivo comienza a disminuir mientras que la posibilidad de lesiones aumenta drásticamente. él dijo.

Los posibles usos van mucho más allá de los atletas olímpicos. El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, un socio de investigación de la UC, está extremadamente interesado en medir el cortisol en pilotos que enfrentan situaciones estresantes mental y físicamente. Monitorear su salud y rendimiento a lo largo del tiempo utilizando sensores no invasivos sería extremadamente útil. Dijo Heikenfeld.

Igualmente, podría ser útil para los pacientes que deseen realizar un control de salud regular en casa después de una cirugía, Sonner dijo.

"Es particularmente útil para las visitas de seguimiento donde 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 el sudor.