Un multisensor para captar la actividad metabólica desde la dermis.

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En esta sección tuvimos la oportunidad de comentar hace unos meses cómo los sensores que permiten medir de manera continua la glucemia plasmática estaban pasando de ser usados por los diabéticos a comercializarse dentro de programas más cercanos al fitness o a modelos de vida sana. Empresas emergentes, como la finlandesa Veri o la norteamericana Levels, estaban ofreciendo al gran público la posibilidad de ponerse un dispositivo en el brazo y usarlo, mediante una app en el móvil, para ver el efecto metabólico de la dieta o el ejercicio, y ajustar así patrones de vida saludable.

Los sensores de glucemia llamados de tipo flash permiten, en efecto, conocer en tiempo real el nivel del azúcar plasmático. Se podría decir que son semi-invasivos. Evidentemente, requieren que una pequeña aguja se inserte en la dermis, pero una vez colocado apenas genera molestias y se puede llevar cómodamente como si se tratara de un silencioso testigo de lo que ocurre en el interior del organismo. Acumulan los datos de unas cuantas horas, y los traspasan a un teléfono móvil con solo acercarlo. Cada dos semanas hay que sustituirlos, y de momento son una de las maneras más fiables de llevar un control de esta relevante variable metabólica.

Hasta tal punto se están generalizando -para diabéticos o no diabéticos- que incluso han saltado a las pasarelas de moda. Recientemente, el periódico británico Daily Mail publicaba una noticia en la que se hablaba del sensor que lucía la modelo Lila Moss en varios desfiles y revistas. Lila es diabética, y no sólo muestra habitualmente el sensor en su brazo, sino también una bomba de insulina en la parte superior de su muslo.

 

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Nuevas aplicaciones.

El mismo sistema tecnológico empleado en los sensores flash podría eventualmente emplearse para medir otro tipo de variables fisiológicas que se puedan detectar al nivel del líquido intersticial de la dermis. Esta es la idea que ha inspirado a un grupo de investigadores de la Universidad de California San Diego, que han publicado en la revista Nature Biomedical Engineering sus avances en el desarrollo de un nuevo dispositivo en fase pre-comercial que además de los niveles de glucosa puede cuantificar de manera continua el contenido de alcohol y lactato en sangre, simultáneamente.    

Se trata del primer prototipo que se ha diseñado para ampliar el conjunto de registros plasmáticos, y abre la puerta a usar este tipo de tecnologías para establecer controles permanentes de un conjunto mayor de variables plasmáticas de relevancia médica.

De momento, el prototipo del que se ha informado en el artículo permite al mismo tiempo determinar el nivel de azúcar en la sangre, saber si se ha bebido demasiado alcohol, o realizar un seguimiento de la fatiga muscular durante un entrenamiento. 

El dispositivo multivalente es además bastante pequeño, incluso más que muchos de los dispositivos flash de uso comercial. Tiene el tamaño de una pila de botón, y se aplica a la piel sujetándolo mediante un parche de tipo velcro que asegura la inserción transcutánea de unas pequeñas agujas, de un grosor aproximadamente de la quinta parte del ancho de un cabello humano. 

Emplear este dispositivo no es doloroso ni apenas molesto: las microagujas sólo penetran en la superficie de la piel unos milímetros para detectar los biomarcadores en el líquido intersticial. Al igual que los flash, el dispositivo se puede usar en la parte superior del brazo no dominante (para facilitar la lectura) y envía los datos de forma inalámbrica a una aplicación en el teléfono móvil.

“Esto es como un laboratorio completo sobre la piel”, ha dicho el director del centro Joseph Wang y profesor de nanoingeniería de la UC San Diego, coautor del artículo. “Es capaz de medir continuamente múltiples biomarcadores al mismo tiempo, lo que permite a los usuarios monitorear su salud y bienestar mientras realizan sus actividades diarias”.

Hasta el momento, los monitores de glucosa que se comercializan solo miden una variable, la glucemia plasmática. Según estos investigadores, el problema es que se omite información complementaria que podría ayudar a las personas con diabetes a controlar su enfermedad de manera más efectiva. El control de los niveles de alcohol es útil porque esta ingesta puede generar una reducción de los niveles de glucosa. Conocer al mismo tiempo ambos valores puede ayudar a las personas con diabetes a evitar que la glucemia baje demasiado después de ingerir una bebida, o al menos a conocer mejor su reacción habitual y los equilibrios en los que debe mantenerse. Por su parte, el lactato, que se genera durante el ejercicio y es un biomarcador de la fatiga muscular, también es útil porque la actividad física influye en la capacidad del organismo para regular y asimilar la glucosa.

“Con nuestro dispositivo, las personas pueden ver la interacción entre sus picos o caídas de glucosa con su dieta, ejercicio y consumo de bebidas alcohólicas. Esto sirve para aumentar su calidad de vida”, afirman desde el equipo de nanoingeniería que ha creado el aparato.

 

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El funcionamiento.

El dispositivo portátil consiste básicamente en un parche que integra las microagujas y que está conectado a un dispositivo electrónico. Diferentes enzimas sitiadas en las puntas de las microagujas reaccionan con la glucosa, el alcohol y el lactato del líquido intersticial. Estas reacciones generan pequeñas corrientes eléctricas, que son analizadas por sensores electrónicos y posteriormente comunicadas de forma inalámbrica a una aplicación. Los resultados se pueden mostrar en tiempo real en un teléfono inteligente.

Una ventaja de usar estas microagujas es que toman muestras directamente del líquido intersticial, y los investigadores ha demostrado que los niveles bioquímicos medidos en ese fluído se correlacionan muy precisamente con los determinados en la sangre mediante otras técnicas más tradicionales.

El parche de microagujas es desechable. Se puede quitar fácilmente de la caja electrónica para reemplazarlo, en un diseño modular. La caja, reutilizable, alberga la batería, los sensores electrónicos, el transmisor inalámbrico y otros componentes auxiliares. Además, el dispositivo se puede recargar en cualquier plataforma de carga inalámbrica utilizada para teléfonos y relojes inteligentes. El funcionamiento se puede ver en este vídeo.

“La belleza de este sistema radica en que está completamente integrado, y cualquiera puede usarlo para obtener sus niveles sin tener que estar atado a un equipo de sobremesa”, afirman sus desarrolladores.

Los próximos pasos que se ha planteado este equipo de investigadores consisten en mejorar el tiempo útil del parche de microagujas antes de ser reemplazado. La compañía también está planteando la posibilidad de agregar otros sensores al dispositivo y monitorear, por ejemplo, niveles de medicación en los pacientes u otras variables plasmáticas.