El diagrama en la parte superior ilustra la estructura de los conductores de nanomedicina de oro laminados sobre la superficie de la piel. La nanomilla, construido a partir de nanofibras de alcohol polivinílico (PVA) y una capa de oro (Au), se adhiere a la piel cuando se rocía con agua, disolviendo el PVA, como se muestra en los diagramas ampliados en la parte inferior. Crédito:Laboratorio Someya 2017.
Un sensor electrónico hipoalergénico se puede usar en la piel de forma continua durante una semana sin molestias. y es tan ligero y delgado que los usuarios olvidan que lo tienen puesto, dice un grupo de científicos japoneses. El electrodo elástico construido con mallas a nanoescala respirables es prometedor para el desarrollo de dispositivos de piel electrónica no invasivos que pueden monitorear la salud de una persona de manera continua durante un período prolongado.
Los dispositivos electrónicos portátiles que monitorean la frecuencia cardíaca y otras señales vitales de salud han avanzado en los últimos años, con dispositivos de última generación que emplean ligeros, materiales altamente elásticos adheridos directamente sobre la piel para más sensibles, mediciones precisas. Sin embargo, aunque las películas ultrafinas y las láminas de goma utilizadas en estos dispositivos se adhieren y se adaptan bien a la piel, su falta de transpirabilidad se considera insegura para un uso prolongado:las pruebas dermatológicas muestran la multa, Los materiales elásticos evitan la sudoración y bloquean el flujo de aire alrededor de la piel. causando irritación e inflamación, que en última instancia podría conducir a efectos fisiológicos y psicológicos duraderos.
"Aprendimos que los dispositivos que se pueden usar durante una semana o más para un monitoreo continuo eran necesarios para su uso práctico en aplicaciones médicas y deportivas, ", dice el profesor Takao Someya de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tokio, cuyo grupo de investigación había desarrollado previamente un parche en la piel que medía el oxígeno en la sangre.
En la investigación actual, el grupo desarrolló un electrodo construido a partir de mallas a nanoescala que contienen un polímero soluble en agua, alcohol polivinílico (PVA), y una capa de oro:materiales que se consideran seguros y biológicamente compatibles con el cuerpo. El dispositivo se puede aplicar rociando una pequeña cantidad de agua, que disuelve las nanofibras de PVA y permite que se adhiera fácilmente a la piel; se amolda a la perfección a las superficies curvilíneas de la piel humana, como los poros de sudor y las crestas del patrón de huellas dactilares de un dedo índice.
Una serie de conductores de nanomambrilla unidos a la punta de un dedo, cima, y una imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) de un conductor de nanopartículas en una réplica de la piel, fondo. Crédito:Laboratorio Someya 2017.
Luego, los investigadores realizaron una prueba de parche cutáneo en 20 sujetos y no detectaron inflamación en la piel de los participantes después de haber usado el dispositivo durante una semana. El grupo también evaluó la permeabilidad, con vapor de agua, del conductor de nano-malla, junto con los de otros sustratos como una lámina de plástico ultrafina y una lámina de goma delgada, y descubrió que su estructura de malla porosa exhibía una permeabilidad a los gases superior en comparación con la de los otros materiales.
Es más, los científicos demostraron la durabilidad mecánica del dispositivo a través de flexiones y estiramientos repetidos, superior a 10, 000 veces, de un conductor pegado al dedo índice; también establecieron su confiabilidad como electrodo para registros de electromiogramas cuando sus lecturas de la actividad eléctrica de los músculos eran comparables a las obtenidas a través de electrodos de gel convencionales.
La corriente eléctrica de una batería flexible colocada cerca del nudillo fluye a través del conductor y alimenta el LED justo debajo de la uña. Crédito:Laboratorio Someya 2017.
"Será posible monitorear los signos vitales de los pacientes sin causar estrés o malestar, "dice Someya sobre las implicaciones futuras de la investigación del equipo. Además de la atención de enfermería y las aplicaciones médicas, el nuevo dispositivo promete habilitar continuo, monitoreo preciso de las señales fisiológicas y el movimiento corporal de los atletas sin obstaculizar su entrenamiento o rendimiento.
