Las futuras tecnologías de salud portátiles podrían medir los gases liberados por la piel

Las futuras tecnologías de salud portátiles podrían medir los gases liberados por la piel


29 de abril de 2022

(Noticias de Nanowerk) Los científicos han dado el primer paso hacia el desarrollo de la próxima generación de monitores de salud portátiles.

La mayoría de las investigaciones para medir los biomarcadores humanos que miden la salud del cuerpo se basan en señales eléctricas para detectar las sustancias químicas secretadas en el sudor. Pero los sensores que dependen del sudor a menudo requieren grandes cantidades solo para obtener una lectura.

Un nuevo estudio sugiere que un sensor portátil podría monitorear la salud del cuerpo al detectar los gases liberados por la piel de una persona. Los sensores de salud podrían funcionar detectando sustancias químicas liberadas por la piel El estudio sugiere que los futuros sensores de salud podrían funcionar detectando los químicos liberados por la piel.

«Es completamente no invasivo y completamente pasivo para el usuario», dijo Anthony Annerino, autor principal del estudio y estudiante graduado en ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Ohio.

Algunos dispositivos portátiles, como relojes inteligentes o rastreadores de actividad física, ya son capaces de medir la frecuencia cardíaca o la temperatura, pero el método de este equipo permitiría que la tecnología detecte biomarcadores relacionados con trastornos metabólicos como enfermedades cardíacas o diabetes.

Su investigación será publicada en la revista Mas uno («Hacia monitores de piel-acetona con sensibilidad selectiva: dinámica de las películas PANI-CA»).

«Detectar problemas de salud a través de la piel es realmente la última frontera», dijo la coautora del estudio Pelagia-Iren Gouma, profesora de ciencia e ingeniería de materiales. Gouma también lidera el proyecto Smart Connected Health, que tiene como objetivo apoyar la investigación en salud y medicina.

«El proyecto todavía tiene un par de años por delante», dijo Gouma. «Pero en seis meses deberíamos tener la prueba de concepto y en un año queremos que se pruebe en humanos».

El producto final de la investigación del equipo sería un pequeño dispositivo que una persona podría usar en áreas del cuerpo propensas al sudor, como detrás de la oreja o en las uñas, dijo. Y a medida que más personas se sientan más cómodas usando dispositivos portátiles en su vida diaria, Gouma espera que la tecnología y la medicina se entrelacen aún más.

“Estamos desarrollando una nueva generación de sensores para la piel, y esa será realmente la nueva norma”, dijo Gouma.

Los científicos, incluido Gouma, han medido durante mucho tiempo la concentración de compuestos orgánicos en nuestro aliento, un tipo de gas, como indicadores de salud. Un ejemplo sería soplar en un alcoholímetro, un dispositivo que puede medir la cantidad de alcohol en la sangre de una persona o puede usarse para detectar virus.

Pero tal dispositivo requiere «intención activa» y solo proporciona una «instantánea instantánea» del cuerpo, señaló Annerino. En comparación con la cantidad de productos químicos que liberamos cuando respiramos, los sensores de este equipo pueden funcionar con cantidades mucho más pequeñas de acetona gaseosa liberada por la piel, dijo.

La acetona es una de las sustancias excretadas por la piel que puede informar mucho a los investigadores sobre el funcionamiento interno del cuerpo humano. También se ha demostrado que los niveles de acetona en el aliento están relacionados con los niveles de azúcar en la sangre y la tasa de quema de grasa.

«Esta es un área de investigación que aún no está tan desarrollada porque apenas estamos comenzando a producir la tecnología para medir concentraciones más bajas de estos gases con alta selectividad», dijo Annerino.

Para probar si sus sensores podían detectar cantidades variables de estos químicos iluminadores (que señalarían la presencia de moléculas gaseosas), los investigadores crearon imágenes hechas de derivados de celulosa vegetal y polímeros electroactivos. Esta película puede doblarse drásticamente dependiendo de la cantidad de acetona que se detecte a su alrededor.

Luego, el equipo de Annerino colocó la película sobre soluciones que contenían etanol (alcohol), acetona y agua para medir su sensibilidad, selectividad y repetibilidad.

«Encontramos una tendencia significativa a flexionarse más cuando se exponen a ciertos químicos que a otros», dijo Annerino. Esta flexión ocurre en milisegundos, y los investigadores utilizaron aprendizaje automático y algoritmos computacionales complejos para registrar y rastrear con precisión la respuesta de flexión de la película a las diferentes soluciones químicas.

Sus resultados mostraron que las películas son lo suficientemente sensibles como para rastrear cambios a largo plazo en el cuerpo. Mientras se enfoca en un sensor metabólico, otro uso potencial sería rastrear el etanol, que en el cuerpo puede significar signos de enfermedad hepática. Se necesita más trabajo sobre cómo las películas utilizadas en este estudio funcionarían como sensores corporales reales, dijeron los investigadores.

Ser capaz de hacer la vida de alguien más fácil fue una de las razones por las que Annerino dijo que estaba tan ansioso por participar en el estudio. «No todos los estudios de investigación tienen un impacto evidente en la sociedad y la vida de las personas, pero eso es lo que realmente tiene este proyecto», dijo.



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