Es un respiro de aire fresco para las personas con diabetes. Un simple resoplido en un dispositivo de mano puede ser un día todo lo que se necesita para controlar su azúcar en la sangre usando una nueva tecnología que se está desarrollando en South Dakota State University.

El dispositivo no solo será indoloro, sino también reutilizable: no habrá pinchazos en los dedos ni tiras de prueba costosas, explicó el estudiante de doctorado Khalid Emshadi, quien ha estado trabajando en el lado de desarrollo de negocios del proyecto desde el otoño de 2017. Emshadi investigó los sistemas de administración de medicamentos mientras ganaba una maestría en ciencia de materiales e ingeniería biomédica de la Universidad del Estado de Washington.

El dispositivo sensor funcionará como un alcoholímetro, pero en lugar de medir alcohol, el sensor mide la acetona para determinar el nivel de glucosa en la sangre de un individuo , según el profesor de ingeniería eléctrica Qiquan Qiao de Harold C. Hohbach, quien dirige el equipo de investigación de sensores. «La acetona es un biomarcador para el nivel de glucosa en la sangre», explicó el estudiante de doctorado Md Tawabur Rahman, que ha estado trabajando en el sensor desde el otoño de 2016.

Desarrollo de biosensor

Qiao, junto con el profesor Huitian Lu del Departamento de Construcción y Gestión de Operaciones, comenzó a desarrollar el sensor en 2015 a través de una subvención de dos años del Programa de Subvenciones para la Investigación e Innovación del Consejo de Regentes de South Dakota y Sanford Health.

Para hacer el biosensor, los investigadores utilizaron una técnica llamada impresión molecular para depositar una capa de polímero sobre el grafeno. «El polímero 3D tiene pequeñas cavidades que tienen la misma forma y tamaño que las moléculas de acetona», dijo Rahman. «Funciona como un filtro, permitiendo que solo la acetona pase y se una al grafeno «.

«El aliento exhalado humano contiene más de 3,000 compuestos orgánicos volátiles resultantes de las vías metabólicas del cuerpo«, explicó Emshadi. “El sensor solo detecta acetona e ignora los demás. La selectividad es muy alta«.

Cuando las moléculas de acetona se adhieren al grafeno, cambia las propiedades eléctricas del material. «La cantidad de resistencia en la capa de detección de grafeno cambia según la cantidad de gas acetona», dijo Rahman. Para probar el sensor, lo colocó en una cámara en la que se introdujo gas acetona durante tres segundos.

El sensor detecta niveles de acetona que van desde 0.9 ppm a 10 ppm. “Las concentraciones de acetona en el aliento de un rango no diabético de 0.3 a 0.9 partes por millón; sin embargo, en los diabéticos, esos niveles son más altos «, explicó Rahman. Los componentes electrónicos adicionales luego convertirán la medida a miligramos por decilitro, la lectura estándar del glucómetro de sangre.

A continuación, Rahman optimizará el tiempo de recuperación del sensor: cuánto tiempo debe esperar el usuario antes de tomar otra lectura. «Mi objetivo es hacerlo en menos de un minuto», dijo. Una vez que se hayan completado las evaluaciones preliminares, los investigadores integrarán el sensor en un dispositivo prototipo que se puede probar utilizando la respiración humana.

Emshadi prevé poner el sensor de la respiración en un teléfono inteligente junto con una aplicación que permita a los usuarios monitorear y administrar sus niveles de glucosa en la sangre de manera efectiva. «Esta nueva tecnología promete ser revolucionaria«. Emshadi reconoce los desafíos que enfrentan al comercializar la tecnología. «Si lo logramos, será ‘wow'», dijo Emshadi. «Esto hará la vida más fácil para todas las personas con diabetes».

Fuente : South Dakota State University