Parche de Sudor Flexible Detecta Múltiples Marcadores de Salud en Tiempo Real

Ingenieros han creado un parche de detección electrónica flexible que puede coserse en la ropa para analizar sudor por múltiples marcadores. El parche podría usarse para diagnosticar y monitorear condiciones de salud agudas y crónicas o para monitorear salud durante rendimiento atlético o laboral. El dispositivo consiste en hilos de detección especiales, componentes electrónicos flexibles y conectividad inalámbrica para adquisición, almacenamiento y procesamiento de datos en tiempo real.

Los monitores de salud de consumo típicos pueden rastrear frecuencia cardíaca, temperatura, glucosa, distancia caminada y otras mediciones generales; sin embargo, se requiere un entendimiento más detallado de la salud, estrés y rendimiento de un individuo para recolección de datos médicos o aplicaciones atléticas/militares de alto rendimiento. En particular, marcadores metabólicos, como electrolitos y otras moléculas biológicas, proporcionan un indicador más directo de la salud humana para evaluación precisa de rendimiento atlético, seguridad laboral, diagnóstico clínico y manejo de condiciones crónicas de salud.

El dispositivo parche realiza mediciones en tiempo real de biomarcadores importantes presentes en el sudor incluyendo iones sodio y amonio (electrolitos), lactato (un metabolito) y acidez (pH). La plataforma del dispositivo también puede incorporar una amplia gama de sensores capaces de rastrear casi todos los marcadores presentes en el sudor. Las mediciones tomadas pueden tener aplicaciones diagnósticas útiles: el sodio del sudor puede indicar estado de hidratación y desequilibrio electrolítico en un cuerpo; la concentración de lactato puede ser indicador de fatiga muscular; los niveles de iones cloruro pueden usarse para diagnosticar y monitorear fibrosis quística; y el cortisol, una hormona del estrés, puede usarse para evaluar estrés emocional así como funciones metabólicas e inmunes. Los atletas podrían monitorear una amplia gama de marcadores durante el esfuerzo físico para ayudar a predecir picos o caídas de rendimiento durante la competencia.

La capacidad de integrar los sensores en la ropa es posible gracias a hilos flexibles recubiertos con tintas conductoras. Diferentes recubrimientos alteran la funcionalidad de los hilos; por ejemplo, el lactato puede detectarse recubriendo un hilo con material de detección enzimático incorporando la enzima lactato oxidasa. Un hilo sensor de pH está recubierto con polianilina que responde a la acidez, y así sucesivamente. El array de sensores de hilo se integra en la ropa o un parche y se conecta a un módulo de circuito miniatura y microprocesador, con capacidad inalámbrica para comunicarse con un smartphone.

Los investigadores probaron el dispositivo en sujetos humanos, monitoreando su respuesta de electrolitos y metabolitos durante un ejercicio de esfuerzo máximo en bicicletas estáticas. Los sensores pudieron detectar variación en niveles de analitos a medida que subían y bajaban, en intervalos de 5 a 30 segundos —suficiente para la mayoría de necesidades de seguimiento en tiempo real. El estudio estableció que el sensor era capaz de detectar patrones consistentes de expresión de analitos que podrían usarse para estudios futuros identificando estas correlaciones.