Los dispositivos portátiles actuales, como los anillos inteligentes, monitorizan el pulso, la temperatura cutánea o las fases del sueño. Sin embargo, estas herramientas no logran captar lo que sucede a nivel molecular dentro del organismo. Esa carencia entre la información biofísica y la bioquímica impulsó el desarrollo de una nueva tecnología que amplía el alcance de un anillo de uso diario.
Un grupo de ingenieros de la Universidad de California en San Diego creó y evaluó el primer anillo inteligente completamente integrado para el monitoreo bioquímico continuo en actividades cotidianas, según publicaron en la revista Nature Communications.
El dispositivo, bautizado como CHARM (Continuous Health Analyzing Ring Module), es capaz de medir de forma simultánea hasta cuatro biomarcadores químicos a partir del sudor que se extrae pasivamente del dedo.
Las pruebas demostraron que un anillo de tamaño y comodidad similares a los modelos comerciales puede ir más allá de los datos físicos y ofrecer información molecular en tiempo real sobre glucosa, cetonas, ácido úrico, ácido ascórbico, lactato y alcohol (aunque de a cuatro a la vez). Todo esto sin requerir ejercicio ni estimulación eléctrica para inducir el sudor.
El dispositivo está diseñado para personas con diabetes, deportistas y cualquier usuario que desee un seguimiento más detallado de su alimentación y metabolismo en la vida diaria.
Cómo extrae sudor sin esfuerzo
El principal desafío técnico era acceder al sudor del dedo de manera continua sin que la persona realice ninguna actividad especial. La solución fue un hidrogel osmótico, un material polimérico suave que, al contacto con la piel, genera una diferencia de presión que arrastra la transpiración desde las capas internas hacia la superficie. Este mecanismo es similar al proceso por el cual el agua del suelo asciende hacia las hojas de las plantas.
Tamoghna Saha, investigador posdoctoral en el laboratorio de Joseph Wang y primer autor del estudio, explicó:
“Los anillos comerciales solo brindan información biofísica, pero carecen de información molecular sobre marcadores bioquímicos que ofrece una visión más profunda del estado de salud de una persona”.
El sudor captado por el hidrogel recorre un microcanal de papel —una especie de canal microscópico hecho de capas de papel apiladas dentro del anillo— hasta llegar a una batería de sensores. Cada sensor funciona como un pequeño detector químico que reconoce una sustancia específica en el líquido y convierte esa presencia en una señal eléctrica, de forma similar a como un termómetro digital traduce el calor en un número en pantalla. Esa señal viaja al circuito del anillo, que la procesa y la envía de forma inalámbrica al teléfono celular.
Las mediciones mostraron que la extracción por ósmosis genera una velocidad de flujo 85% mayor que la transpiración espontánea, y ese ritmo se mantuvo estable durante 10 horas consecutivas en todos los dedos de la mano.
Un anillo con batería, sensores y Bluetooth
El reto de la miniaturización fue igualmente exigente. CHARM pesa 5,1 gramos y tiene un diámetro externo de 3 cm, similar al de un anillo de uso cotidiano. Está compuesto por dos mitades semicirculares unidas por una bisagra: la izquierda aloja el sistema de extracción de sudor y los sensores, mientras que la derecha contiene la batería y la electrónica.
La batería es una celda recargable de zinc y óxido de plata, impresa sobre una lámina flexible que se adapta a la curvatura del anillo. Puede alimentar el sistema durante más de 12 horas seguidas.
El circuito que controla los sensores y envía los datos es más pequeño que una moneda de 10 centavos y pesa menos que un clip de papel. Toda la información se transmite de forma inalámbrica al teléfono del usuario mediante Bluetooth.
Joseph Wang, profesor del Departamento Aiiso Yufeng Li Family de Ingeniería Química y Nanoingeniería de la Facultad Jacobs de Ingeniería de la Universidad de California en San Diego, señaló:
“Una integración de este tipo en la pequeña superficie de un anillo es extraordinaria”.
Validación con personas sanas y con diabetes tipo 1
El sistema fue probado en personas sanas y en sujetos con diabetes tipo 1, la forma de la enfermedad en la que el páncreas no produce insulina. En este grupo, la monitorización simultánea de glucosa y cetonas permite evaluar el riesgo de cetoacidosis diabética, una complicación grave que ocurre cuando el organismo descompone grasas de forma acelerada ante la falta de insulina y acumula cuerpos cetónicos en sangre.
Las lecturas de glucosa presentaron un margen de error promedio de 13,72% respecto de los medidores de sangre comerciales, y ninguna habría llevado a una decisión médica incorrecta. Para el resto de los biomarcadores —cetonas, lactato, alcohol y ácido úrico—, los valores del anillo siguieron de cerca los registros sanguíneos.
Los investigadores destacaron que el anillo puede establecer factores de calibración personalizados que se mantienen estables durante aproximadamente dos meses, lo que elimina la necesidad de recalibraciones frecuentes con pinchazos en los dedos.
Wang afirmó:
“Un anillo que captura información molecular dinámica en tiempo real sería útil para tomar decisiones informadas sobre salud, dieta y estilo de vida. Por ejemplo, la capacidad del anillo de rastrear glucosa y cetonas de manera continua y simultánea beneficiaría enormemente la dosificación óptima de insulina en el manejo de la diabetes”.
Las limitaciones del prototipo
El estudio también reconoce limitaciones del prototipo actual: el diseño no es impermeable, la validación en cohortes clínicas amplias está pendiente y el monitoreo de varios días requerirá avances adicionales en ingeniería de hidrogeles y en las interfaces de los sensores para resistir la bioincrustación.
Los investigadores indicaron que en futuras versiones se planea incorporar mediciones de signos vitales mediante el desarrollo de anillos híbridos quimio-físicos.
Fuente: Infobae