Un “Curita” con micro láser para medir la glucosa en el sudor

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado una ‘curita’ o parche que mide los ‘biomarcadores’ corporales que pueden indicar la salud o la enfermedad a través del sudor, allanando el camino para una nueva forma no invasiva y eficaz para que los pacientes controlen su salud.

El sudor humano contiene biomarcadores como glucosa, lactato y urea que indican diversas condiciones de salud y se pueden recolectar de forma no invasiva e indolora, lo que lo hace ideal para el control diario, dijo el equipo de investigadores de NTU en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (EEE).

Los pacientes diabéticos suelen utilizar una prueba invasiva de punción en el dedo para autocontrolar los niveles de glucosa en sangre. Los pacientes deben pincharse los dedos para recolectar una pequeña gota de sangre en una tira antes de insertarla en un glucómetro portátil para obtener una lectura. Una alternativa son los dispositivos de monitorización basados en sensores, que son caros y rígidos y deben sujetarse a la piel del paciente durante períodos prolongados.

Al encapsular un micro láser en gotitas de cristal líquido e incrustar el líquido dentro de una película de hidrogel suave, el equipo de NTU creó un dispositivo de detección de luz compacto y flexible, como un parche que puede proporcionar lecturas de biomarcadores altamente precisas en minutos.

El Profesor Asistente de Nanyang Chen Yu-Cheng en la Escuela de EEE y Director del Centro de Biodispositivos y Bioinformática de NTU dijo: “Nuestra innovación representa una forma no invasiva, rápida y eficaz para que los pacientes diabéticos controlen su salud. Al combinar un micro láser con una película de hidrogel suave, hemos demostrado la viabilidad de un láser portátil para proporcionar una experiencia de monitorización de la salud más agradable para los pacientes”.

El equipo de investigación de NTU dijo que su innovación apoya la atención médica en Singapur y en el mundo, donde la diabetes está aumentando en prevalencia. En Singapur, más de 400.000 singapurenses viven con la enfermedad, y se prevé que la cifra supere el millón para 2050.

La innovación, reportada en la revista Analytical Chemistry, se alinea con el pilar de investigación de la Universidad NTU 2025, un plan estratégico quinquenal que tiene como objetivo aprovechar la investigación innovadora para beneficiar a la sociedad y la salud de la población.

Detección de múltiples biomarcadores

El equipo de NTU creó su dispositivo de parche incrustando micro láseres en gotitas de cristal líquido. Los micro láseres están personalizados para captar tres tipos diferentes de biomarcadores (lactato, glucosa, urea). Un punto de cristal líquido de diferente color en el parche distingue cada biomarcador.

Cuando el sudor interactúa con el parche, la cantidad de luz emitida por los micro láseres fluctúa en función de la concentración de biomarcadores presentes. Para leer los niveles de biomarcadores, los usuarios iluminan el parche con una fuente de luz, y la luz emitida por los sensores de micro láser se analiza y se traduce utilizando una aplicación móvil.

En experimentos de la vida real, el parche detectó con éxito pequeñas fluctuaciones de los niveles de glucosa, lactato y urea en el sudor hasta 0,001 milímetros (mm), lo que es 100 veces mejor que la tecnología similar actual.

El equipo de NTU cree que su innovación es el primer dispositivo de detección portátil reportado que es capaz de medir múltiples biomarcadores en el sudor con una sensibilidad y un rango dinámico ultraaltos. La sensibilidad permite el seguimiento de un rango dinámico (bajo a alto) en los niveles de biomarcadores, lo que proporciona información integral sobre la salud de los pacientes, dice el equipo.

El primer autor del estudio, el candidato a doctorado de NTU Nie Ningyuan, dijo: “Nuestro dispositivo es capaz de detectar tanto el rango alto como el bajo de los niveles de biomarcadores. Esto es particularmente beneficioso para los pacientes diabéticos, ya que los dispositivos de monitorización de la salud similares actuales se centran en el seguimiento solo de los niveles altos de glucosa, pero no en los niveles anormales o bajos de glucosa, que pueden indicar otras complicaciones de salud. En comparación, nuestro dispositivo proporcionará una imagen más clara de la salud de los usuarios con una variedad de lecturas capturadas”.

Al comentar como un experto independiente, el Dr. Lin Chun-Hsien, MD, médico del Hospital Universitario Nacional de Taiwán, Taiwán, dijo: “Los pacientes diabéticos necesitan controlar con frecuencia su nivel de glucosa en sangre para su seguridad, por ejemplo, para evitar la hipoglucemia, que es una condición donde el nivel de azúcar en sangre cae demasiado bajo. Como endocrinólogo, a menudo me encuentro con pacientes que temen el dolor y el sangrado cuando usan la prueba de punción en el dedo. Tengo la esperanza de que este dispositivo portátil no invasivo basado en láser desarrollado por el equipo de NTU Singapur pueda proporcionar una forma más conveniente y eficaz de controlar la glucosa en sangre de los pacientes. Su capacidad para medir otros biomarcadores también es una ventaja adicional, lo que ofrecerá más datos de salud para beneficio de los pacientes y los médicos”.

Para sus próximos pasos, el equipo de investigación planea ajustar los sensores de micro láser para detectar una gama más amplia de sustancias, incluidos medicamentos y otras sustancias químicas que se encuentran en el sudor.