Los dispositivos wearables han pasado en pocos años de dar la hora y contar los pasos de los usuarios a vigilar las constantes vitales casi en tiempo real, desde el pulso cardíaco hasta la saturación de oxígeno en sangre.

Hoy, pulseras, relojes y parches cutáneos se integran en la vida diaria como una capa extra de vigilancia médica continua, capaz de detectar cambios sutiles que incluso en la consulta del médico pasarían desapercibidos pero que son fundamentales, sobre todo en pacientes con enfermedades crónicas como la diabetes.

Ya existen soluciones que pretenden eliminar los pinchazos del día a día de los diabéticos, pero tienen sus limitaciones, ya sea por la baja precisión de los resultados o por su elevado coste.

Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC) acaba de presentar un nuevo parche que se pega a la piel y se adentra en el terreno de la química del organismo gracias al sudor, algo mucho más cercano a la analítica médica tradicional.

El dispositivo es una pequeña 'pegatina' flexible que se puede doblar y estirar sin perder su capacidad de análisis y carece de batería: se alimenta de la energía de un lector cercano, parecido a un terminal de pago sin contacto, que además se encarga de recibir y transmitir los datos.

Tinta metálica

Los investigadores, que han publicado su hallazgo en la revista Science Advances, señalan que el parche puede medir la temperatura cutánea además de los niveles de glucosa, amonio, sodio, potasio y pH en el sudor.

Esa es precisamente una de las grandes diferencias con respecto a los dispositivos disponibles actualmente. "En los dispositivos portátiles tradicionales, no podemos detectar simultáneamente muchos parámetros fisiológicos", afirma Pai-Yen Chen, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor principal del estudio.

"Queríamos crear algo que pudiera monitorizar de forma inalámbrica múltiples parámetros, y queríamos que el dispositivo portátil fuera muy, muy compacto", señala Chen.

Su funcionamiento también es distinto al de los parches convencionales. En este caso, en vez de señales digitales, cada cambio en el sudor o en la temperatura cutánea modifica ligeramente la frecuencia de una señal de radio que el dispositivo emite para que el lector interprete esos cambios.​

Para conectar todo el circuito, los investigadores han ideado un material conductor especial hecho de un metal líquido atrapado en un material poroso similar al plástico. El resultado se comporta como un cable, pero puede estirarse hasta tres veces su longitud sin romperse ni dejar de conducir bien.

"Al tratarse de un dispositivo wearable, debe ser flexible, elástico, retorcible, plegable y doblable. No se puede utilizar simplemente un metal tradicional y convencional", explica Chen.

Así, a diferencia de las tintas de plata habituales en electrónica flexible, que se agrietan con poco movimiento, este material mantiene casi la resistencia casi inalterada tras miles de estiramientos. Además, su estructura porosa evita que el metal líquido se escape, reduciendo el riesgo de fugas sobre la piel o la ropa.​

El parche incorpora también una sustancia antimicrobiana utilizada en alimentación, que elimina más del 99,9% de ciertas bacterias que suelen vivir en la piel. Las pruebas de laboratorio indican que el material es bien tolerado por las células humanas, algo clave si se quiere llevar durante horas.

Lo más llamativo es que el sensor no tiene ni batería ni cables. En su lugar, envía datos de forma inalámbrica a un lector portátil mediante acoplamiento inductivo: realiza la transferencia de energía e información de una antena a otra a través del flujo magnético, como el usado en los sistemas NFC que se usan en los pagos móviles.

Mediciones precisas

En lugar de medir pasos o calorías, este sistema se centra en detectar y monitorizar las señales químicas del sudor. En sus pruebas, los científicos midieron la temperatura de la piel y niveles de sodio, potasio y acidez (pH) durante diversas sesiones de ejercicio de varios voluntarios.

Al hacer deporte suave, la temperatura subía algo y el sodio aumentaba mientras el potasio bajaba, un patrón coherente con la pérdida de sales por el sudor. Al aumentar la intensidad, estos cambios eran más marcados, sobre todo el sodio, lo que puede indicar deshidratación si no se reponen líquidos.​

Cuando los voluntarios bebían agua de forma controlada, las curvas se suavizaban, lo que abre la puerta a parches que avisen al deportista de cuándo y cuánto debería hidratarse. Todo ello se consigue sin pinchar ni tomar muestras manuales: basta con que el sudor quede atrapado bajo una fina capa del propio parche.

Los investigadores también adaptaron el sistema para seguir durante horas la glucosa y el amonio, dos marcadores relacionados con cómo el cuerpo usa la energía. La glucosa es el azúcar que circula por la sangre y alimenta las células, mientras el amonio está ligado al metabolismo de proteínas.

"Estos dos son los factores más importantes para la diabetes", explica Chen, ya que la enfermedad interfiere en la producción de insulina, la hormona que ayuda a procesar la glucosa, y en el hígado, encargado de procesar el amonio.

En un voluntario sano, el parche detectó picos de glucosa tras las comidas que volvían casi a la normalidad en una o dos horas, y niveles moderados de amonio que subían con el ejercicio. En una persona obesa, los picos eran más altos y tardaban más en bajar, y el amonio se mantenía elevado, un patrón que recuerda a problemas en el manejo del azúcar como la resistencia a la insulina.​

Aunque el sudor no sustituye a un análisis de sangre clásico, seguir estas curvas a lo largo del día podría servir como alerta temprana. Un parche así, usado a diario, ayudaría a detectar cambios de tendencia antes de que aparezcan síntomas claros.

De momento el parche es un prototipo que aún necesita evolucionar. En el laboratorio, Chen y su equipo usaron un equipo voluminoso como lector y cargador inalámbrico. Sin embargo, los ingenieros de la UIC planean miniaturizarlo para disponer de un pequeño dispositivo portátil. El objetivo final es que el usuario vea en su móvil o reloj inteligente gráficos sencillos sobre hidratación, esfuerzo o riesgo metabólico.

Además, la misma tecnología podría adaptarse para leer otros biomarcadores, como el ácido úrico o el lactato, cambiando solo la parte química que “reacciona” con el sudor. Si llega al mercado, este tipo de parches podrían convertir la piel en un panel de control químico continuo, complementando al médico con datos de la vida real.