Desarrollan un sistema de detección inalámbrico flexible para mejorar el control de la hipertensión

Está basado en una membrana elastomérica ultrafina y transpirable, el sensor se integra con un sistema electrónico flexible miniaturizado que utiliza la tecnología bluetooth para informar de forma inalámbrica sobre el consumo de sodio a un teléfono inteligente o tableta. Los investigadores planean miniaturizar aún más el sistema, que ahora se asemeja a un retenedor dental, al tamaño de un diente.

"Podemos medir de forma discreta e inalámbrica la cantidad de sodio que la gente está consumiendo con el tiempo, explica Woon-Hong Yeo, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica Woodruff en el Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados Unidos. Al monitorizar el sodio en tiempo real, el dispositivo algún día podría ayudar a las personas que necesitan restringir la ingesta de sodio a aprender a cambiar sus hábitos alimenticios y su dieta".

Los detalles del dispositivo se revelarán en la primera edición de la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. Se ha probado el dispositivo en tres participantes adultos del estudio que usaron el sistema sensor por hasta una semana mientras comían tanto alimentos sólidos como líquidos, incluyendo jugo de vegetales, sopa de pollo y patatas fritas.

Según la Asociación Americana del Corazón, los estadounidenses en promedio comen más de 3.400 miligramos de sodio por día, mucho más que el límite de 1.500 miligramos por día que se recomienda. La asociación encuestó a mil adultos y descubrió que "un tercio no podía estimar la cantidad de sodio que comía, y otro 54 por ciento pensaba que estaban comiendo menos de 2.000 miligramos de sodio al día".

El nuevo sistema de detección de sodio podría abordar ese desafío ayudando a los usuarios a rastrear mejor la cantidad de sal que consumen, dice Yeo. "Nuestro dispositivo podría tener aplicaciones para muchos objetivos diferentes relacionados con el comportamiento alimentario para la administración de la dieta o la terapéutica", agregó.

La clave para el desarrollo del sensor intraoral fue la sustitución de componentes electrónicos tradicionales de plástico y metal por componentes biocompatibles y ultrafinos conectados mediante un circuito de malla. Los sensores de sodio están disponibles comercialmente, pero Yeo y sus colaboradores desarrollaron una versión de micro-membrana flexible para integrarse con los circuitos híbridos miniaturizados.

"Todo el paquete de detección y electrónica se integró conforme a un material blando que los usuarios pueden tolerar, explica Yeo. El sensor es cómodo de llevar y sus datos se pueden transmitir a un teléfono inteligente o tableta. Eventualmente, la información podría ir a un médico u otro profesional médico para un control remoto".

El diseño flexible comenzó con el modelado por ordenador para optimizar las propiedades mecánicas del dispositivo para su uso en la cavidad oral curva y suave. Luego, los investigadores usaron su modelo para diseñar el circuito de nanomembrana real y elegir componentes.

El dispositivo puede controlar la ingesta de sodio en tiempo real y registrar las cantidades diarias. Al usar una aplicación, el sistema podría aconsejar a los usuarios que planean las comidas qué cantidad de su asignación diaria de sal ya habían consumido.

El dispositivo se puede comunicar con un teléfono inteligente hasta a diez metros de distancia.Los siguientes pasos para el sensor de sodio son miniaturizar aún más el dispositivo y probarlo con los usuarios que tienen las enfermedades médicas a abordar: hipertensión, obesidad o diabetes. A los investigadores les gustaría eliminar la batería pequeña, que debe recargarse diariamente para mantener el sensor en funcionamiento.

Una opción sería alimentar el dispositivo inductivamente, lo que reemplazaría la batería y el circuito complejo con una bobina que podría obtener energía de un transmisor fuera de la boca. El proyecto surgió a partir de un objetivo a largo plazo de producir un sistema de sabor artificial que pueda sentir dulzura, amargor, pH y salinidad.