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22 Agosto 2022

Biosensor para la monitorización de metabolitos y nutrientes

El dispositivo es capaz de analizar, en el sudor, los niveles de múltiples metabolitos y nutrientes, incluidos todos los aminoácidos y vitaminas esenciales. 

Los nutrientes circulantes son indicadores esenciales de la salud general y del funcionamiento del organismo. Los aminoácidos procedentes de la ingesta dietética y de la síntesis de la microbiota intestinal, e influidos por los estilos de vida personales, son importantes biomarcadores de una serie de condiciones de salud.

Un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Médica Cherng de Caltech ha presentado un sensor portátil que puede detectar niveles diminutos de muchos nutrientes y compuestos biológicos comunes. La tecnología incluye polímeros de impresión molecular, que son como anticuerpos artificiales reutilizables. Si se quiere fabricar un sensor que pueda detectar, por ejemplo, la glutamina, se prepara el polímero con el aminoácido (AA) en su interior para luego eliminarla y obtener un polímero con agujeros que tienen la forma exacta de la molécula original.

A medida que los orificios se tapan, menos sudor puede entrar en contacto con la capa interna y la señal eléctrica se debilita. Al monitorizarla se puede deducir la cantidad de glutamina presente en el sudor. A mayor cantidad significa una señal más débil y a menor cantidad, una más fuerte. 

Además, el uso de la microfluídica, una tecnología que utiliza canales diminutos de menos de un cuarto de milímetro de ancho para manipular pequeñas cantidades de fluidos, permite que el sensor funcione incluso con una cantidad minúscula del líquido. 

La piel humana puede ser estimulada artificialmente para que sude las moléculas de los fármacos suministrados por la corriente eléctrica, pero los sensores anteriores requerían más sudor y, por tanto, más corriente, lo que podía resultar incómodo para el usuario.  Gracias a la microfluídica y al uso de un tipo diferente de fármaco, el sensor necesita ahora menos sudor, y la corriente necesaria para generar el sudor puede ser muy pequeña.

Para permitir una monitorización metabólica y nutricional continua y a la carta el equipo logró la integración del conjunto de sensores y la inducción del sudor basada en la iontoforesis en una tecnología inalámbrica para llevar puesta, con un muestreo optimizado, el procesamiento de la señal in situ, la calibración y la comunicación inalámbrica. Utilizando esta tecnología de telemedicina, se ha podido monitorizar, de forma continua, las respuestas AA postprandiales para identificar los riesgos para el metabolismo.

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1038/s41551-022-00916-z

Ciencia y Medicina

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