Los sensores de acondicionamiento físico de próxima generación podrían brindar información más profunda sobre la salud humana a través de pruebas no invasivas de fluidos corporales. Un parche elástico desarrollado en KAUST podría ayudar en este enfoque al facilitar el análisis del sudor en busca de biomarcadores críticos.

La transpiración humana contiene trazas de moléculas orgánicas que pueden actuar como indicadores de salud medibles:fluctuaciones de glucosa, por ejemplo, puede indicar problemas de azúcar en sangre, mientras que los altos niveles de ácido láctico podrían indicar deficiencias de oxígeno. Para detectar estas moléculas, Los investigadores están desarrollando prototipos flexibles que se colocan sobre la piel y dirigen el sudor hacia electrodos especiales recubiertos de enzimas. La naturaleza específica de la unión enzima-sustrato permite que estos sensores detecten eléctricamente concentraciones muy bajas de compuestos diana.

Un obstáculo con los biosensores enzimáticos, sin embargo, es su vida relativamente corta. "Aunque la piel humana es bastante suave, puede delaminar la capa de enzima directamente del biosensor, "dice Yongjiu Lei, un doctorado estudiante en KAUST.

Lei y sus colegas del grupo de Husam Alshareef han desarrollado un sistema portátil que puede manejar los rigores del contacto con la piel y ofrecer una mejor detección de biomarcadores. Su dispositivo funciona en un delgado cerámica plana conocida como MXene que se asemeja al grafeno pero contiene una mezcla de átomos de carbono y titanio. La conductividad metálica y la baja toxicidad de este material 2-D lo convierten en una plataforma ideal para sensores enzimáticos, según estudios recientes.

El equipo adjuntó diminutas nanopartículas de tinte a las escamas de MXene para aumentar su sensibilidad al peróxido de hidrógeno. el principal subproducto de las reacciones catalizadas por enzimas en el sudor. Luego, encapsularon las escamas en fibras de nanotubos de carbono mecánicamente resistentes y transfirieron el material compuesto a una membrana diseñada para absorber el sudor sin acumularse. Una capa final de glucosa o enzimas lactosa-oxidasa completó el ensamblaje del electrodo.

Los nuevos electrodos podrían intercambiarse repetidamente dentro o fuera de un parche de polímero elástico que absorbe el sudor y transmite las señales medidas de peróxido de hidrógeno a una fuente externa. como un teléfono inteligente. Cuando el equipo colocó el biosensor en una pulsera que usaban los voluntarios en bicicletas estacionarias, vieron que las concentraciones de lactosa en el sudor subían y bajaban en correlación con la intensidad del entrenamiento. Los cambios en los niveles de glucosa también se pueden rastrear con tanta precisión en el sudor como en la sangre.

"Estamos trabajando con KAUST y colaboradores internacionales bajo el paraguas de Sensors Initiative para integrar pequeños generadores eléctricos en el parche, "dice Alshareef, quien lideró el proyecto. "Esto permitirá que el parche cree su propio poder para el monitoreo de salud personalizado".