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Detectar compuestos que causan gota a través de sensores de sudor

Hay muchas cosas que no nos gustan al visitar un médico:  sentarse en la sala de espera, revistas desactualizadas, personas enfermas que tosen sin cubrirse la boca. Sin embargo, para muchos, lo peor de la visita al médico son las agujas.

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 Nature Biotechnology, los investigadores dirigidos por Wei Gao, profesor asistente de ingeniería médica, describen un sensor portátil que puede monitorear los niveles de metabolitos y nutrientes en la sangre de una persona, tan solo al analizar su sudor.

Anteriormente, los sensores de sudor desarrollados se dirigen principalmente a compuestos que aparecen en altas concentraciones, como electrolitos, glucosa y lactato.

El sensor de sudor, desarrollado por Gao es más sensible que los dispositivos actuales y puede detectar compuestos de sudor de concentraciones mucho más bajas, además de ser más fáciles de fabricar, dicen los investigadores.

El desarrollo de tales sensores permitiría a los médicos monitorear continuamente la condición de pacientes con 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 de su condición, al tiempo que evitan encuentros invasivos y dolorosos con agujas hipodérmicas.

«Tales sensores de sudor portátiles tienen el potencial de capturar de manera rápida, continua y no invasiva los cambios en la salud a niveles moleculares«, dice Gao. «Podrían permitir un monitoreo personalizado, diagnóstico temprano e intervención oportuna«.

El trabajo de Gao se centra en el desarrollo de dispositivos basados ​​en microfluídos, tecnologías que manipulan pequeñas cantidades de líquidos, generalmente a través de canales de menos de un cuarto de milímetro de ancho.

A medida que el sudor recién suministrado fluye a través de los microcanales, el dispositivo puede realizar mediciones más precisas del sudor y puede detectar cambios temporales en las concentraciones.

Gao y su equipo optó por hacer sus biosensores con grafeno, una forma de lámina de carbono. Tanto los sensores basados ​​en grafeno como los pequeños canales de microfluídos se crean grabando las láminas de plástico con un láser de dióxido de carbono.

El equipo de investigación optó por que su sensor midiera la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca y los niveles de ácido úrico y tirosina.

Se eligió la tirosina porque puede ser un indicador de trastornos metabólicos, enfermedad hepática, trastornos alimentarios y afecciones neuropsiquiátricas.

Se eligió el ácido úrico porque, a niveles elevados, está asociado con la gota, una afección articular dolorosa que está en aumento a nivel mundial. La gota ocurre cuando los altos niveles de ácido úrico en el cuerpo comienzan a cristalizarse en las articulaciones, particularmente en las de los pies, causando irritación e inflamación.

Para ver qué tan bien funcionaron los sensores, los investigadores realizaron una serie de pruebas con pacientes e individuos sanos. Para verificar los niveles de tirosina del 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 verificar los niveles de ácido úrico, tomaron un grupo de individuos sanos y monitorearon su sudor mientras estaban en ayunas, así como después de comer una comida rica en purinas, compuestos en los alimentos que se metabolizan en ácido úrico.  El sensor mostró que los niveles de ácido úrico aumentaban después de la comida.

El equipo de Gao también realizó una prueba similar con pacientes con gota. El sensor mostró que sus niveles de ácido úrico eran mucho más altos que los de las personas sanas.

Gao dice que la alta sensibilidad de los sensores, junto con la facilidad con la que pueden fabricarse, significa que eventualmente podrían ser utilizados por los pacientes en el hogar para controlar afecciones como la gota, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares.

Tener información precisa en tiempo real sobre su salud podría incluso permitir que un paciente ajuste sus propios niveles de medicamentos y dieta según sea necesario.

Fuente: Caltech

Artículo: «A laser-engraved wearable sensor for sensitive detection of uric acid and tyrosine in sweat«. Nature Biotechnology.

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