Nuevos sensores fáciles de fabricar pueden proporcionar mediciones en tiempo real de la tasa de sudoración y de los electrolitos y metabolitos de la transpiración

¿Los pinchazos con agujas no son lo tuyo? Un equipo de científicos de la Universidad de California, Berkeley, está desarrollando sensores de piel que se pueden llevar puestos y que pueden detectar lo que hay en tu sudor. Esperan que algún día, el monitoreo de la transpiración pueda evitar la necesidad de procedimientos más invasivos como la extracción de sangre, y proporcionar actualizaciones en tiempo real sobre problemas de salud como la deshidratación o la fatiga.

En un artículo publicado por Science Advances, el equipo describe un nuevo diseño de sensor que puede ser fabricado rápidamente usando una técnica de procesamiento “rollo a rollo” que esencialmente imprime los sensores en una hoja de plástico como las palabras en un periódico, a fin de arrojar nuevos descubrimientos sobre los beneficios del sudor.

¿Qué contiene el sudor?

Utilizaron los sensores para monitorear la tasa de sudor y los electrolitos y metabolitos de los voluntarios que estaban haciendo ejercicio y otros que estaban experimentando sudor inducido químicamente. “El objetivo del proyecto no es sólo fabricar los sensores, sino empezar a hacer muchos estudios de sujetos y ver qué nos dice el sudor, siempre digo ‘decodificar’ la composición del sudor”, dijo Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de Berkeley y autor principal del trabajo.

“Para ello necesitamos sensores que sean fiables, reproducibles, y que podamos fabricar a escala para poder poner múltiples sensores en diferentes puntos del cuerpo y ponerlos en muchas materias”, dijo Javey, que también se desempeña como científico de la facultad en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Los nuevos sensores contienen un tubo microscópico en espiral, o microfluido, que absorbe el sudor de la piel. Al rastrear la rapidez con la que el sudor se mueve a través del microfluido, los sensores pueden reportar cuánto está sudando una persona, o su tasa de sudor.

Los microfluidos también están equipados con sensores químicos que pueden detectar concentraciones de electrolitos como el potasio, el sodio y metabolitos como la glucosa. Javey y su equipo trabajaron con investigadores del Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia para desarrollar una forma de fabricar rápidamente los parches de los sensores en una técnica de procesamiento de rollo a rollo similar a la serigrafía.

“El procesamiento rollo a rollo permite la producción de grandes volúmenes de parches desechables a bajo costo”, dijo Jussi Hiltunen de VTT. “Los grupos académicos obtienen un beneficio significativo de la tecnología de rollo a rollo cuando el número de dispositivos de prueba no limita la investigación. Además, la fabricación a mayor escala demuestra el potencial para aplicar el concepto de detección de sudor en aplicaciones prácticas”.

¿Qué se elimina en el sudor?

Para comprender mejor lo que el sudor puede decir sobre la salud del cuerpo humano en tiempo real, los investigadores colocaron primero los sensores de sudor en diferentes puntos del cuerpo de los voluntarios, como la frente, el antebrazo, la axila, la parte superior de la espalda y midieron sus índices de sudor y los niveles de sodio y potasio mientras andaban en una bicicleta de ejercicio.

Encontraron que la tasa de sudor local podía indicar la pérdida general de líquido del cuerpo durante el ejercicio, lo que significa que el seguimiento de la tasa de sudor podría ser una forma de avisar a los atletas cuándo podrían estar presionándose demasiado. Efectivamente, analizar qué se elimina en el sudor, formó parte de este estudio.

“Tradicionalmente, lo que la gente ha hecho es recolectar el sudor del cuerpo durante una cierta cantidad de tiempo y luego analizarlo”, dijo Hnin Yin Yin Nyein, estudiante de posgrado en ciencia de los materiales e ingeniería de la UC Berkeley y una de las autoras principales del trabajo. “Así que no se podían ver muy bien los cambios dinámicos con buena resolución. Usando estos dispositivos que se pueden llevar puestos, ahora podemos recoger continuamente datos de diferentes partes del cuerpo, por ejemplo para entender cómo la pérdida local de sudor puede estimar la pérdida de fluidos de todo el cuerpo”.

También utilizaron los sensores para comparar los niveles de glucosa en el sudor y los niveles de glucosa en la sangre en pacientes sanos y diabéticos, descubriendo que una sola medición de glucosa en el sudor no puede necesariamente indicar el nivel de glucosa en la sangre de una persona. De aquí, toma relevancia el hecho de estudiar qué es el sudor y cuál es su función.

“Ha habido mucha esperanza de que las pruebas de sudor no invasivas puedan reemplazar las mediciones basadas en la sangre para diagnosticar y monitorizar la diabetes, pero hemos mostrado que no hay una correlación simple y universal entre los niveles de sudor y glucosa en la sangre”, dijo Mallika Bariya, una estudiante graduada en ciencia de materiales e ingeniería de la UC Berkeley y la otra autora principal del trabajo. “Esto es importante que la comunidad lo sepa, para que en el futuro nos centremos en investigar correlaciones individualizadas o multiparámetro”, puntualizó.