Hay muchas cosas que no me gustan de ir al médico:pagar un copago, sentado en la sala de espera, revistas desactualizadas, personas enfermas que tosen sin taparse la boca. Para muchos, aunque, lo peor de la visita al médico es pincharse 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 , 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 analizando su sudor. Los sensores de sudor desarrollados anteriormente se dirigen principalmente a compuestos que aparecen en altas concentraciones, como electrolitos, glucosa, y lactato. El sensor de sudor de Gao es más sensible que los dispositivos actuales y puede detectar compuestos del sudor de concentraciones mucho más bajas. además de ser más fácil de fabricar, dicen los investigadores.

El desarrollo de tales sensores permitiría a los médicos monitorear continuamente el estado de los 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 a su médico mejor informado sobre su condición, evitando al mismo tiempo encuentros invasivos y dolorosos con agujas hipodérmicas.

"Estos sensores de sudor portátiles tienen el potencial de continuamente, y capturar de manera no invasiva los cambios en la salud a niveles moleculares, ", Dice Gao." Podrían permitir un seguimiento personalizado, diagnostico temprano, e intervención oportuna ".

El trabajo de Gao se centra en el desarrollo de dispositivos basados ​​en microfluidos, un nombre para las tecnologías que manipulan pequeñas cantidades de líquidos, generalmente a través de canales de menos de un cuarto de milímetro de ancho. Los microfluidos son ideales para una aplicación de este tipo porque minimizan la influencia 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, Gao y sus colegas dicen:Los sensores portátiles basados ​​en microfluidos se fabricaron principalmente con un proceso de evaporación de litografía, lo que requiere procesos de fabricación complicados y costosos. En cambio, su equipo optó por hacer sus biosensores con grafeno, una forma de carbono en forma de hoja. Tanto los sensores basados ​​en grafeno como los diminutos canales de microfluidos 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 hogareños.

El equipo de investigación optó por que su sensor midiera la frecuencia respiratoria, ritmo cardiaco, y niveles de ácido úrico y tirosina. Se eligió la tirosina porque puede ser un indicador de trastornos metabólicos, enfermedad del higado, trastornos de la alimentación, y condiciones neuropsiquiátricas. Se eligió el ácido úrico porque, a niveles elevados, está asociado con la gota, una enfermedad articular dolorosa que está aumentando a nivel mundial. La gota ocurre cuando los altos niveles de ácido úrico en el cuerpo comienzan a cristalizar en las articulaciones, particularmente los de los pies, causando irritación e inflamación.

Para ver qué tan bien se desempeñaron los sensores, los investigadores realizaron una serie de pruebas con individuos y pacientes sanos. Para comprobar los niveles de tirosina en el sudor, que están influenciados por la condición física de una persona, utilizaron dos grupos de personas:atletas entrenados e individuos de condición física promedio. Como se esperaba, los sensores mostraron niveles más bajos de tirosina en el sudor de los atletas. Para controlar los niveles de ácido úrico, tomaron a un grupo de individuos sanos y controlaron su sudor mientras ayunaban y después de ingerir una comida rica en purinas, compuestos en los alimentos que se metabolizan en ácido úrico. El sensor mostró que los niveles de ácido úrico aumentaron después de la comida. El equipo de Gao también realizó una prueba similar con pacientes con gota. Sus niveles de ácido úrico, el sensor mostró, eran mucho más altos que los de las personas sanas.

Para comprobar la precisión de los sensores, los investigadores también extrajeron muestras de sangre de pacientes con gota y sujetos sanos. Las mediciones de los sensores de los niveles de ácido úrico 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 los pacientes podrían usarlos en el hogar para controlar afecciones como la gota, diabetes, y enfermedades cardiovasculares. Tener información precisa en tiempo real sobre su salud podría incluso permitirle al paciente ajustar sus propios niveles de medicación 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.

El artículo que describe la investigación, noble, "Un sensor portátil grabado con láser para la detección sensible de ácido úrico y tirosina en el sudor, "aparece en la edición del 25 de noviembre de Biotecnología de la naturaleza .