El prototipo de la Universidad de California en San Diego funciona durante unas 12 horas y transmite sus mediciones a una aplicación móvil
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Ingenieros de la Universidad de California en San Diego desarrollaron un anillo inteligente capaz de medir simultánea y continuamente hasta cuatro biomarcadores químicos presentes en el sudor de los dedos. El dispositivo experimental puede configurarse para seguir glucosa, cetonas, vitamina C, ácido úrico, lactato y alcohol.
El prototipo integra dentro de un anillo los sensores electroquímicos, el sistema para extraer sudor, los canales que transportan la muestra, una placa electrónica y una batería flexible. Los resultados se procesan en el propio dispositivo y se envían de manera inalámbrica a una aplicación para teléfonos inteligentes.
El estudio, publicado en Nature Communications, presenta lo que sus autores consideran el primer anillo completamente integrado para el seguimiento bioquímico cotidiano. El equipo fue dirigido por Joseph Wang, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Nanoingeniería de la Escuela de Ingeniería Jacobs.
El dispositivo analiza hasta cuatro marcadores a la vez
El anillo dispone de una matriz de sensores intercambiables que permite seleccionar combinaciones de hasta cuatro biomarcadores. La lista completa evaluada por los investigadores incluye glucosa, cetonas, ácido ascórbico o vitamina C, ácido úrico, lactato y alcohol.
Estas sustancias pueden aportar información sobre diferentes procesos metabólicos. La glucosa y las cetonas resultan especialmente relevantes en el seguimiento de la diabetes, mientras que el lactato puede relacionarse con la actividad física y la vitamina C con aspectos de la alimentación.
El ácido úrico constituye un marcador de interés para evaluar determinadas alteraciones metabólicas, aunque una medición aislada no establece un diagnóstico. El alcohol detectado en el sudor puede reflejar cambios posteriores al consumo, pero el prototipo no sustituye las pruebas homologadas utilizadas con fines médicos, laborales o legales.
El sistema se diferencia de los anillos comerciales que registran señales biofísicas como temperatura cutánea, frecuencia cardíaca, movimiento u oxigenación. Su objetivo experimental es añadir información molecular obtenida de un fluido corporal.
Un hidrogel obtiene sudor sin necesidad de ejercicio
Uno de los principales obstáculos de los sensores basados en sudor es la necesidad de producir una muestra suficiente. El anillo desarrollado en San Diego utiliza un hidrogel osmótico que atrae pasivamente pequeñas cantidades de líquido desde la superficie de la piel.
La diferencia de concentración creada por el material genera un gradiente de presión que desplaza el sudor hacia el dispositivo. El proceso no requiere ejercicio, calentamiento ni estimulación eléctrica para inducir la transpiración.
Después de ser captada, la muestra recorre un microcanal de papel hasta alcanzar la matriz electroquímica. Cada sensor reacciona con el compuesto correspondiente y produce una señal eléctrica que puede transformarse en una estimación de concentración.
La estrategia comparte principios con otras investigaciones sobre el sudor y la saliva como fuentes para pruebas menos invasivas. Estos fluidos ofrecen acceso más sencillo que una extracción sanguínea, pero requieren calibración y validación específicas para cada sustancia.
La calibración busca adaptarse a cada usuario
La composición del sudor varía entre personas y puede cambiar por hidratación, temperatura, actividad física y características de la piel. Para reducir esa variabilidad, el anillo utiliza mediciones repetidas con las que establece factores de calibración específicos para cada usuario.
Los investigadores informaron que esa calibración personalizada permaneció estable durante aproximadamente dos meses en las condiciones estudiadas. La estabilidad facilita el seguimiento de tendencias, aunque todavía deberá comprobarse en periodos más extensos y poblaciones diversas.
El sistema no mide directamente la sangre. Detecta compuestos en el sudor y emplea una calibración para comparar sus variaciones con métodos comerciales de referencia. Esta distinción resulta esencial antes de considerar cualquier aplicación clínica.
Una dificultad de los sensores no invasivos consiste precisamente en demostrar que las variaciones medidas en el sudor representan con suficiente precisión las concentraciones relevantes para una decisión médica. El desempeño puede cambiar según la forma de recolectar la muestra y las condiciones ambientales.
Las pruebas incluyeron personas con diabetes tipo 1
El equipo probó el anillo en voluntarios sanos y personas con diabetes tipo 1. Según la Universidad de California en San Diego, las lecturas de glucosa siguieron de cerca las obtenidas mediante monitores continuos comerciales, mientras las mediciones de cetonas coincidieron estrechamente con medidores sanguíneos.
La medición conjunta de glucosa y cetonas podría aportar una imagen metabólica más amplia que el seguimiento de un solo indicador. Las cetonas elevadas pueden adquirir relevancia clínica en personas con diabetes tipo 1, especialmente cuando coinciden con hiperglucemia y síntomas de deterioro.
Sin embargo, los resultados corresponden a un prototipo de investigación. Todavía no demuestran que el anillo pueda sustituir un monitor continuo de glucosa autorizado, una medición capilar o un análisis de sangre en la práctica cotidiana.
Las dosis de insulina no deben modificarse basándose en un dispositivo experimental. Antes de utilizar una tecnología de este tipo para decisiones terapéuticas serían necesarios estudios clínicos amplios, controles regulatorios y mecanismos capaces de detectar errores de lectura.
Una batería flexible proporciona hasta 12 horas de funcionamiento
El anillo utiliza una batería recargable flexible de zinc y óxido de plata. El sistema puede funcionar durante aproximadamente 12 horas entre cargas, según las pruebas comunicadas por sus desarrolladores.
La placa electrónica es más pequeña que una moneda estadounidense de 25 centavos. Una mitad del anillo contiene los sensores, el hidrogel y el canal de fluidos, mientras la otra aloja la batería y los componentes encargados de procesar y transmitir los datos.
La carcasa fue fabricada con un polímero impreso en tres dimensiones. El diseño concentra todas las funciones dentro del propio accesorio, en lugar de depender de módulos externos conectados mediante cables.
Esta miniaturización forma parte de una línea más amplia de dispositivos capaces de obtener información química desde los dedos. La misma universidad desarrolló recientemente un parche que mide levodopa en el sudor de pacientes con Parkinson y compara sus resultados con análisis sanguíneos.
Los usos potenciales abarcan diabetes, nutrición y ejercicio
La aplicación más inmediata planteada por el equipo es complementar el manejo de la diabetes mediante el seguimiento simultáneo de glucosa y cetonas. Una herramienta validada podría ayudar a identificar respuestas individuales ante alimentos, actividad física y tratamientos.
Las mediciones de vitamina C y ácido úrico podrían emplearse para investigar la relación entre alimentación y metabolismo. El lactato permitiría observar cambios durante el ejercicio, mientras que el alcohol mostraría cómo evoluciona ese compuesto después del consumo.
El valor potencial reside en registrar tendencias durante la vida diaria y no únicamente durante una consulta. Los datos continuos pueden revelar cambios que una medición aislada no captura, aunque también aumentan la necesidad de interpretar correctamente las fluctuaciones.
El acceso permanente a indicadores corporales no siempre produce decisiones mejores. Como ocurre con la autoexperimentación mediante anillos y sensores de glucosa, los resultados necesitan contexto clínico para evitar alarmas innecesarias o cambios de conducta sin respaldo médico.
El prototipo todavía necesita mayor protección y validación
Los investigadores trabajan ahora en mejorar la resistencia al agua para permitir el uso durante toda la jornada. También buscan optimizar el hidrogel y la electrónica con el objetivo de ampliar la duración del seguimiento más allá de un solo día.
Los próximos estudios deberán evaluar la precisión ante movimiento, lavado de manos, sudoración variable, temperaturas diferentes y contacto prolongado con la piel. La comodidad también será determinante porque el prototipo es más voluminoso que muchos anillos comerciales.
Será necesario comprobar el funcionamiento en grupos más grandes y diversos, así como comparar las lecturas con métodos clínicos durante periodos prolongados. Un buen acuerdo inicial no garantiza que el dispositivo conserve la misma precisión en todas las situaciones cotidianas.
El anillo tampoco diagnostica diabetes, intoxicación por alcohol, gota, deficiencias nutricionales ni otros trastornos. Su función actual consiste en medir biomarcadores del sudor dentro de un estudio experimental.
La investigación demuestra que es técnicamente posible reunir extracción pasiva de sudor, análisis electroquímico, procesamiento, batería y comunicación inalámbrica en un dispositivo que se lleva en un dedo. Su posible incorporación a la atención sanitaria dependerá de nuevas pruebas de precisión, seguridad, durabilidad y utilidad clínica.
Fuentes referenciales:
Infobae Salud
Universidad de California en San Diego
Nature Communications
