La hormona cortisol aumenta y disminuye de forma natural durante el día y puede aumentar en respuesta al estrés. pero los métodos actuales para medir los niveles de cortisol requieren esperar varios días para obtener los resultados de un laboratorio. Cuando una persona conoce los resultados de una prueba de cortisol, que puede informar el tratamiento de ciertas afecciones médicas, es probable que sea diferente de cuando se realizó la prueba.

Ahora, un grupo dirigido por el científico de materiales Alberto Salleo de la Universidad de Stanford ha creado un parche elástico que, aplicado directamente sobre la piel, absorbe el sudor y evalúa la cantidad de cortisol que produce una persona. Un artículo sobre el sensor portátil se publicó el 20 de julio en Avances de la ciencia .

"Estamos particularmente interesados ​​en la detección del sudor, porque ofrece un monitoreo continuo y no invasivo de varios biomarcadores para una variedad de condiciones fisiológicas, "dijo Onur Parlak, becario postdoctoral en el laboratorio Salleo y autor principal del artículo. "Esto ofrece un enfoque novedoso para la detección temprana de diversas enfermedades y la evaluación del rendimiento deportivo".

Las pruebas clínicas que miden el cortisol proporcionan un indicador objetivo del estrés emocional o físico en los sujetos de investigación y pueden ayudar a los médicos a determinar si la glándula pituitaria o suprarrenal de un paciente está funcionando correctamente. Si la versión prototipo del dispositivo portátil se convierte en realidad, podría permitir a las personas con un desequilibrio controlar sus propios niveles en casa.

Una prueba de trabajo rápido como esta también podría revelar el estado emocional de los niños pequeños, incluso no verbales, que de otra manera no podrían comunicar que sienten estrés.

El desafío del cortisol

Parlak vino a trabajar con Salleo, quien es profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales, con la intención de desarrollar tecnologías portátiles. Mientras hablaba del trabajo de Parlak en una conferencia, alguien le sugirió a Salleo que sería genial si un sensor pudiera medir el cortisol. El cortisol presenta un desafío especial para los biosensores como el que estaba desarrollando Parlak porque estos sensores detectan la carga positiva o negativa de una molécula, y el cortisol no tiene carga.

Para superar este desafío, Parlak construyó su elástico, sensor rectangular alrededor de una membrana que se une específicamente solo al cortisol. Pegado a la piel aspira el sudor de forma pasiva a través de los orificios de la parte inferior del parche. El sudor se acumula en un depósito, que está coronado por la membrana sensible al cortisol. Iones cargados como sodio o potasio, también se encuentra en el sudor, atraviesan la membrana a menos que estén bloqueados por cortisol. Son esos iones cargados respaldados que detecta el sensor, no el cortisol en sí. Además de todo esto, hay una capa impermeable que protege el parche de la contaminación.

"Siempre me entusiasma un dispositivo, pero el sistema de recolección de sudor que diseñó Onur es realmente inteligente, "Dijo Salleo." Sin ningún microfluídico activo, es capaz de acumular suficiente sudor para realizar las mediciones ".

Todo lo que un usuario necesita para ver los niveles de cortisol es sudar (lo suficiente para brillar), aplicar el parche y conectarlo a un dispositivo para su análisis, que da resultados en segundos. En el futuro, los investigadores esperan que el sensor pueda ser parte de un sistema totalmente integrado.

Optimizando y diversificando

Parlak demostró por primera vez que el dispositivo estaba a la altura de la prueba clínica estándar de oro en el laboratorio, luego le dio una prueba del mundo real. Se puso las zapatillas para correr y reclutó a dos voluntarios, quienes corrieron durante 20 minutos con los parches en los brazos. Tanto en las pruebas de laboratorio como en las del mundo real, los resultados fueron similares al patrón oro.

Hasta aquí, el sensor parece funcionar según lo diseñado. Pero los investigadores quieren hacerlo más confiable y preciso, y también asegúrese de que sea reutilizable. El prototipo parece funcionar varias veces siempre que no esté saturado de sudor. En el futuro, pueden probar el sensor de cortisol en la saliva, lo que evitaría que los pacientes tuvieran que sudar.

Los investigadores, con la esperanza de aprovechar su diseño generalizable, también están averiguando qué biomarcador pueden querer estudiar a continuación. Finalmente, el objetivo sería tener un dispositivo que mida varios biomarcadores a la vez, lo que daría una imagen más clara e individualizada de lo que está sucediendo en el cuerpo de una persona.