Los sensores usables decodifican la composición dinámica del sudor

Un nuevo sensor usable de la piel desarrollado en la Universidad de California en Berkeley puede ser muy útil para ayudarnos a entender cómo la composición química de la carrocería cambia en un ordenador principal de situaciones. Por ejemplo, éstos pequeños remiendo-como los dispositivos podían descubrir la presencia de entregas como fatiga o la deshidratación.

Los científicos han observado a veces el sudor como reflejo de las substancias químicas de la carrocería. Sin embargo, esto queda probar. Los sensores actuales se diseñan para ser producidos en masa en la velocidad, permitiendo a estudios grandes ser realizado en el sudor, que puede ayudar a definir el futuro de este campo.

En el actual estudio, los sensores innovadores fueron utilizados para observar el índice de producción del sudor y de su composición en términos de sales y glucosa. El sudor ejercicio-inducido e iontophore-inducido fue examinado en voluntarios. Iontophores es las substancias que estimulan para reblandecer la producción.

Los nuevos sensores usables desarrollados por los científicos en Uc Berkeley pueden ofrecer mediciones en tiempo real del régimen del sudor y los electrólitos y los metabilitos en sudor. Haber de imagen: Bizen Maskey, universidad del nacional de Sunchon
Los nuevos sensores usables desarrollados por los científicos en Uc Berkeley pueden ofrecer mediciones en tiempo real del régimen del sudor y los electrólitos y los metabilitos en sudor. Haber de imagen: Bizen Maskey, universidad del nacional de Sunchon

El investigador Ali Javey dice, “la meta del proyecto no es apenas hacer los sensores sino comienzo para hacer muchos los estudios sujetos y para considerar lo que nos informa reblandecer -- Digo siempre “decodificar” composición reblandecida.”

Los sensores fueron colocados en los sitios estratégicos como la frente, el antebrazo, la axila y la parte superior de la espalda, en los utilizadores que entonces montaron una bicicleta del ejercicio. Sus mediciones mostraron que el índice de niveles del electrólito del sudor de la producción del sudor correlacionó con el agotamiento flúido ejercicio-inducido del electrólito. Desgastado como las pulseras o vendas, ésta pudo ofrecer una manera fácil de predecir la deshidratación y el tiempo real del desequilibrio del electrólito durante ejercicio vigoroso. En futuro, los investigadores esperan incluir un sensor de temperatura resistente también para compensar el efecto de la temperatura sobre los sensores electroquímicos.

En segundo lugar, el sudor iontophore-inducido fue examinado. Este método mostró diferencias importantes con el tipo de sudor, ejercicio-estaba inducido o las diferencias iontophoretic, así como cotidianas.

En tercer lugar, los investigadores realizaron una comparación de la sangre y de los niveles de ayuno de la glucosa del sudor en participantes sanos y diabéticos. Los métodos anteriores no podían lograr una comparación instantánea debido a los retrasos inevitables en el cerco de suficientes reblandecidos para la medición, así como la necesidad de usar un nivel hecho un promedio. Los sensores actuales permitieron mediciones inmediatas y sensibles de la sangre y de la glucosa del sudor al mismo tiempo. Esto mostró que las únicas pruebas de la glucosa del sudor no eran un indicador muy exacto de la concentración de la glucosa en sangre.

El estudio actual es notable para su uso de un procedimiento que estampa con estarcido rotativo de la lista-a-lista, en el cual los sensores se imprimen conectado a una lista plástica como tan muchas palabras en una lista del papel prensa. Esto es un gran avance sobre más viejos procesos de la litografía y de la aguafuerte que requieran varios pasos, en su diseño automatizado de la producción en masa construido para la impresión uniforme de alta velocidad del grande-substrato. Esto permite que los sensores ines situ en tiempo real sean producidos por un proceso de la alto-producción. La ventaja práctica es la disponibilidad abundante de los sensores que son seguros, exactos y reproductivos para los usos académicos y prácticos.

El proceso de fabricación fue resuelto en colaboración con el centro de investigación técnico de VTT de Finlandia. Dice a Jussi Hiltunen de VTT, el “tramitación de la Lista-a-lista habilita la producción en grandes cantidades de remiendos disponibles a bajo costo.”

El detectar del sudor es una manera potencialmente más fácil de fijar los niveles de diversas substancias de carrocería en el punto-de-cuidado y sin tener que drenar sangre o el bastón en agujas. Contiene un ordenador principal de biomoléculas, incluyendo las moléculas más pequeñas de la sal y de la glucosa, y partículas más grandes del péptido o de la proteína que vienen del interior de la carrocería. Así podría ser útil entender el estado químico de la carrocería en todo momento.

Algunos pequeños estudios han apuntado ya a la posibilidad de usar biomarkers reblandecidos de las mediciones con certeza para predecir estado de salud. De hecho, la prueba del sudor ha sido los medios importantes de la diagnosis en fibrosis quística, neuropatía autonómica, y la deshidratación. Sin embargo, los métodos convencionales de prueba del sudor requieren instalaciones dedicadas, el entrenamiento experto, y la colección especializada de sudor. Esto obstaculiza el autocontrol en tiempo real del sudor sobre una base rutinaria, y limita la talla de estudios.

Los nuevos sensores tienen tres capas: una capa impresa que contiene el sensor, un espaciador adhesivo de doble cara microfluidic, que contiene los tubos microfluidic espirales y un depósito de la colección de la capacidad de 2,5 µL, y una hoja flexible que reviste los componentes funcionales. La portada y la capa adhesiva microfluidic ambas se diseñan para contener los canales encapsulados para el sudor. Una vez que la capa adhesiva microfluidic se lamina entre las otras dos capas, los canales microfluidic se tapan apretado.

El sudor pasa a través del depósito de la colección actualmente el asiento donde los analitos son medidos contínuo por los sensores electroquímicos. Una vez que llena, un sudor más viejo es eliminado en el canal por nuevamente la llegada reblandecido, donde entra en el contacto con los electrodos de plata immersive. Éstos miden el régimen del sudor contínuo en tiempo real por mediciones de la impedancia. Esto previene la evaporación y la contaminación del sudor, evitar la necesidad de mezclar y de eliminar el riesgo de efectos de adherencia al cilindro. La configuración acodada permite altas velocidades de impresión y adaptabilidad del diseño.  

Con métodos estáticos anteriores, el sudor sería recolectado para un intervalo predefinido y después medido. Ahora, sin embargo, dice al investigador Hnin Yin Yin Nyein, “usando estos dispositivos usables que podemos ahora cerco contínuo datos de diversas partes de la carrocería, por ejemplo para entender cómo la baja de sudor local puede estimar la baja flúida de la entero-carrocería.”

El autor importante Mallika Bariya dice, “se hay mucha esperanza que las pruebas no invasores del sudor podrían reemplazar las mediciones sangre-basadas para diagnosticar y vigilar la diabetes, pero hemos mostrado que no hay una correlación simple, universal entre el sudor y niveles de la glucosa en sangre.  Esto es importante para que la comunidad sepa, de modo que yendo adelante nosotros céntrese en la investigación individualizada o correlaciones del multiparámetro.”

Más trabajo será necesario entender la composición del sudor en relación a peso corporal, envejece, adieta, y estado de la hidración, así como los cambios en un cierto plazo. Las técnicas de la producción también serán refinadas para evitar fluctuaciones en el funcionamiento debido al método de la caída-fundición usado actualmente. Exacto minando la riqueza de la información contenida en sudor, los investigadores esperan revelar la utilidad y las limitaciones verdaderas de los sensores del sudor en remedio y ciencia.

El estudio fue publicado el 16 de agosto de 2019, en los avances de la ciencia del gorrón.

Journal reference:

Regional and correlative sweat analysis using high-throughput microfluidic sensing patches toward decoding sweat, Hnin Yin Yin Nyein, Mallika Bariya, Liisa Kivimäki4, Sanna Uusitalo, Tiffany Sun Liaw, Elina Jansson, Christine Heera Ahn1, John A. Hangasky, Jiangqi Zhao, Yuanjing Lin, Tuomas Happonen, Minghan Chao1, Christina Liedert, Yingbo Zhao1,3, Li-Chia Tai, Jussi Hiltunen4 and Ali Javey, Science Advances  16 Aug 2019: Vol. 5, no. 8, DOI: 10.1126/sciadv.aaw9906, https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaaw9906

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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