El monitor de salud impreso en 3D capaz de detectar enfermedades a través del sudor

Las muestras de sangre son el tipo de prueba más común en los laboratorios, sin embargo, la extracción puede ser molesta, dolorosa o incluso terrorífica para algunas personas. Pues bien, parece ser que este procedimiento será reemplazado. En un reciente estudio publicado en la revista científica ACS Sensors, investigadores de la Universidad Estatal de Washington han demostrado la viabilidad para el diagnóstico de ciertas enfermedades utilizando un nuevo dispositivo. Se trata de un monitor de salud que detecta biomarcadores a través del sudor. El revolucionario dispositivo se ha fabricado mediante impresión 3D y podría sustituir, en cierto grado, a las muestras de sangre. El monitor se coloca como un parche en la piel por lo que le gana en comodidad a las muestras de sangre.
Aunque no sea muy bien visto, el sudor es esencial por muchas razones: ayuda a mantener el cuerpo fresco, limpia los poros de la piel, hidrata y se ha comprobado que hasta puede curar pequeñas heridas y cicatrices. Además de esto, el sudor contiene muchos metabolitos que pueden indicar problemas de salud. Con ayuda del nuevo monitor se podrían detectar señales tempranas de enfermedades como la gota, diabetes, enfermedades renales o cardiopatías. A pesar de que ya existen parches similares, los investigadores han conseguido que los resultados sean más precisos y fieles. De acuerdo con sus resultados, la ingeniería empleada hace de la fabricación un proceso más sencillo y la impresión 3D ha jugado un papel principal.

Como parte de las pruebas del prototipo el sudor se tiñe de rojo.
¿Cómo se creó el monitor de salud impreso en 3D?
Para crear el monitor se ha tomado inspiración de lo que ha sido una nueva era en la tecnología: los dispositivos portátiles o wearables. Los investigadores describen el proceso de fabricación del monitor como “en un solo paso”. Esta descripción es en realidad uno de los principios que sigue la impresión 3D ya que no se necesitan ensamblar piezas, al menos en proyectos como este. El diseño del dispositivo está muy bien logrado. El monitor está conformado por canales diminutos que cuando se pegan a la piel retienen el sudor, miden la tasa de sudoración y la concentración de biomarcadores. A su vez, esos canales están fabricados con nanomateriales que funcionan como catalizadores monoatómicos y reaccionan a ciertas enzimas para mejorar la señal y medir los niveles bioquímicos. Los biosensores que se usaron en la investigación han sido tres y se pueden visualizar fácilmente ya que cambian de color.
Los tres biosensores pudieron controlar con precisión los niveles de glucosa, de lactato y ácido úrico de los voluntarios, así como la tasa de sudoración durante el ejercicio. Chuchu Chen, estudiante de doctorado de la WSU y primer autor del estudio, afirmó: «La diabetes es un problema global. Creo que la impresión 3D puede marcar la diferencia en el ámbito sanitario, por lo que quisimos combinar la impresión 3D con métodos de detección de enfermedades para crear este tipo de dispositivos».

Proceso de fabricación del monitor de sudor.
Otro de los beneficios que trae el monitor de sudor es que como se fabrica mediante impresión 3D, los microcanales no necesitan ninguna estructura de soporte, que en diferentes circunstancias puede causar problemas de contaminación al retirar. Kaiyan Qiu, profesor adjunto en la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la WSU, explicó: «Necesitamos medir concentraciones minúsculas de biomarcadores, por lo que no queremos que estos materiales de soporte estén presentes ni tener que retirarlos, por eso utilizamos un método único para imprimir los canales microfluídicos autoportantes».
El principal reto para los científicos ahora es que la cantidad de sustancias químicas en el sudor es baja y su medición puede ser difícil. Aunque existen otros sensores de sudor parecidos, en realidad son objetos complejos. En cambio, los resultados de la investigación son positivos y pueden ser la vía para crear los monitores fiables y flexibles que tanto busca la ciencia. Los investigadores trabajarán para seguir mejorando el diseño y la validación del dispositivo. También esperan poder comercializar la tecnología, de hecho, la oficina de comercialización de la WSU ha presentado una solicitud de patente provisional para proteger la propiedad intelectual asociada a esta tecnología.
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*Créditos de todas las fotos: Washington State University.