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Protector bucal para monitorear marcadores de la salud

Posted by on Sep 11, 2015 | 0 comments

Protector bucal para monitorear marcadores de la salud

Los ingenieros de la University of California, San Diego, han desarrollado un protector bucal que puede monitorear marcadores de salud, como el lactato, el cortisol y el ácido úrico, en la saliva y transmitir la información de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, portátil o tableta.

La tecnología, que está en una etapa de prueba de concepto, se podría utilizar para controlar a los pacientes de forma continua y sin procedimientos invasivos, así como para controlar los niveles de rendimiento o de estrés en los atletas, en los soldados y pilotos. En este estudio, los ingenieros se centraron en el ácido úrico, que es un marcador relacionado con la diabetes y con la gota. Actualmente, la única manera de monitorizar los niveles de ácido úrico en un paciente es realizando una analítica de sangre.

El equipo, dirigido por el profesor de nano-ingeniería Joseph Wang y el profesor de ingeniería eléctrica Patrick Mercier, ambos de la University of California en San Diego, describen el diseño y el rendimiento del protector bucal en la revista Biosensors and Bioelectronics de este mes.

“La capacidad de monitorear de forma continua y no invasiva biomarcadores de la saliva es muy prometedora para muchas aplicaciones biomédicas y de la condición física”, dijo Wang.

Protector Bucal 3

Prueba de los sensores

En este estudio, los investigadores mostraron que el sensor del protector bucal podría permitir, de manera fácil y fiable, monitorear los niveles de ácido úrico. El protector de boca se ha probado con la saliva humana, pero no ha sido probado en la boca de una persona.

Los investigadores recogieron muestras de saliva de voluntarios sanos y las aplicaron en el sensor, que produjo lecturas en un rango normal. A continuación, se recogió la saliva de un paciente que sufre de hiperuricemia, una condición caracterizada por un exceso de ácido úrico en la sangre. El sensor detectó cuatro veces más presencia de ácido úrico en la saliva del paciente que en los voluntarios sanos.

El paciente también tomó alopurinol, que había sido prescrito por un médico para tratar su enfermedad. Los investigadores fueron capaces de documentar una caída en los niveles de ácido úrico en cuatro o cinco días mientras que la medicación se hizo efectiva. En el pasado, el paciente habría necesitado extracciones de sangre para controlar los niveles y dependía de los síntomas para iniciar y detener su medicación.

Fabricación y diseño

El equipo de Wang creó un sensor serigrafiado utilizando plata, tinta azul de Prusia y uricasa, una enzima que reacciona con el ácido úrico. Debido a que la saliva es extremadamente compleja y contiene muchos biomarcadores diferentes, los investigadores necesitaban asegurarse de que los sensores sólo reaccionaban con el ácido úrico. Nano-ingenieros configuraron el equivalente químico de un sistema de autentificación de dos pasos. El primer paso es una serie de cerraduras químicas, lo que asegura que sólo los productos bioquímicos más pequeños acceden hasta el interior del sensor. El segundo paso es una capa de uricasa atrapada en polímeros, que reacciona selectivamente con el ácido úrico. La reacción entre el ácido y la enzima genera peróxido de hidrógeno, que se detecta por la tinta azul de Prusia. Esa información se transmite entonces a una placa electrónica como señales eléctricas a través de tiras metálicas que forman parte del sensor.

Protector Bucal 2

El circuito electrónico, desarrollado por el equipo de Mercier, utiliza pequeños chips que detectan la producción de los sensores, digitaliza estos productos y luego transmite de forma inalámbrica los datos a un teléfono inteligente, tableta o portátil. La tarjeta electrónica entera ocupa un área ligeramente más grande que una moneda.

Próximos pasos

El siguiente paso es integrar toda la electrónica en el interior del protector bucal de modo puede ser usado de forma efectiva. Los investigadores también tendrán que poner a prueba los materiales utilizados para los sensores y la electrónica para asegurarse de que son  totalmente biocompatibles. La próxima versión del protector bucal estará disponible dentro de un año aproximadamente, estima Mercie.

“Todos los componentes están ahí”, dijo. “Es sólo una cuestión de perfeccionar el dispositivo y trabajar en su estabilidad.”

Wang y Mercier dirigen el Center for Wearable Sensorss de la University of California de San Diego, que ya ha realizado una serie de avances en el campo, incluyendo tatuajes temporales que controlan la glucosa o chips de procesamiento de energía ultra-miniatura entre otros.

“La University of California de San Diego se ha convertido en un líder en el campo de los sensores portátiles”, dijo Mercier.

Fuente: Eurekalert

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