Una funda inteligente para los dedos utiliza el sudor para el control de la salud
Un dispositivo portátil monitoriza los niveles de sustancias químicas vitales, como la glucosa, las vitaminas e incluso los medicamentos, presentes en el mismo sudor de la punta de los dedos. Y el sudor además proporciona la energía que necesita para funcionar esta tirita electrónica.
Por Liezel Labios
Esta envoltura electrónica para los dedos está alimentada por el sudor de la punta de los dedos del usuario, y también monitoriza los niveles de glucosa, lactato, vitamina C y levodopa en ese mismo sudor. Crédito: Shichao Ding
Ingenieros de la Universidad de California en San Diego, en Estados Unidos, han desarrollado una envoltura electrónica que se adapta a los dedos de la mano para monitorizar los niveles de sustancias químicas vitales, como la glucosa, las vitaminas e incluso ciertos medicamentos, presentes en el mismo sudor de la punta de los dedos. Y este mismo sudor proporciona la energía necesaria para que funcione este ingenio médico.
Los detalles de este ingenio, tan fácil de usar como una tirita, aparecen publicados en la revista Nature Electronics, en un artículo firmado por el grupo de investigación de Joseph Wang, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Nanoingeniería de la Universidad de California en San Diego, en Estados Unidos.
El dispositivo, que se envuelve cómodamente alrededor del dedo, obtiene energía de una fuente insólita: el sudor de la yema del dedo. Ubicadas en las puntas de los dedos de las manos y los pies, las yemas estás surcadas por las llamadas crestas papilares, que no son otra cosa que glándulas sudoríparas, esto es, glándulas que secretan sudor.
El sudor, como fuente de energía
Cada yema está tachonada por más de mil de estas glándulas sudoríparas, que pueden producir entre cien y mil veces más sudor que la mayoría de las demás zonas del cuerpo, incluso durante el reposo.
Este goteo constante de transpiración natural —sin necesidad de ningún estímulo o actividad física— ofrece una fuente de energía fiable, que permite alimentar el nuevo dispositivo incluso durante periodos de inactividad o sueño.
El dispositivo está fabricado con varios componentes electrónicos impresos en un material polimérico fino, flexible y extensible. Su diseño le permite adaptarse al dedo y, al mismo tiempo, ser lo bastante duradero para soportar flexiones, estiramientos y movimientos repetidos. «Se basa en una notable integración de componentes de captación y almacenamiento de energía, con múltiples biosensores en un microcanal fluídico, junto con el correspondiente controlador electrónico, todo ello en la punta del dedo», explica Wang.
Control de cuatro biomarcadores: glucosa, vitamina C, lactato y levodopa, un fármaco utilizado para tratar el párkinson
Su funcionamiento se basa en células de biocombustible situadas en el punto de contacto del dispositivo con la yema del dedo. Estas células se han diseñado especialmente para recoger y convertir en electricidad las sustancias químicas del sudor. Esta electricidad se almacena en un par de baterías elásticas de cloruro de plata y zinc, que alimentan un conjunto de sensores, cuatro en total. Cada uno de ellos está encargado de controlar un biomarcador específico: glucosa, vitamina C, lactato y levodopa, un fármaco utilizado para tratar la enfermedad de Parkinson.
A medida que el sudor pasa por estos sensores a través de diminutos canales de microfluidos de papel, el dispositivo analiza los niveles de estos biomarcadores, a la vez que obtiene la energía que necesita del propio sudor que está muestreando.
Un pequeño chip procesa las señales de los sensores y transmite los datos de forma inalámbrica a través de Bluetooth de baja energía a una aplicación personalizada para el móvil o el ordenador portátil.
«Se trata de una monitorización automática de la salud al alcance de la mano —dice Shichao Ding, investigador postdoctoral del grupo de investigación de Wang, en la Facultad de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego, y coautor del estudio, . Y añade—: El usuario puede estar en reposo o durmiendo, y el dispositivo aún puede recolectar energía y rastrear los niveles de los biomarcadores».
El dispositivo también podrá administrar tratamientos basados en los datos recogidos
En las pruebas, un sujeto usó el dispositivo durante todo el día para rastrear los niveles de glucosa en las comidas; los niveles de lactato durante el trabajo de escritorio y el ejercicio; la concentración de vitamina C mientras se bebía un zumo de naranja; y los niveles de levodopa después de comer habas, una fuente natural de este compuesto precursor metabólico de la dopamina.
Ding y Tamoghna Saha, coautora del estudio, afirman que el dispositivo puede adaptarse a las necesidades sanitarias de cada paciente para detectar distintos conjuntos de biomarcadores. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de un sistema de circuito cerrado que no solo controle los biomarcadores, sino que también administre tratamientos basados en los datos recogidos.
Por ejemplo, en el caso de la diabetes, un dispositivo de este tipo podría vigilar continuamente los niveles de glucosa y administrar automáticamente la insulina necesaria, para luego evaluar la eficacia del tratamiento mediante un nuevo control de los niveles de biomarcadores.
«Energía, detección y tratamiento autónomos en un solo dispositivo: ése es el objetivo final», afirma Ding. ▪️
Información facilitada por la Universidad de California en San Diego -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Ding, S., Saha, T., Yin, L. et al. A fingertip-wearable microgrid system for autonomous energy management and metabolic monitoring. Nature Electronics (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-024-01236-7
