El sensor podría ayudar a los pacientes a estar al tanto de sus medicamentos

El litio puede aliviar los síntomas del trastorno bipolar y la depresión, si se toma en la cantidad justa. Muy poco no funcionará, mientras que demasiado puede provocar efectos secundarios peligrosos. Para controlar con precisión la cantidad de este medicamento en el cuerpo, los pacientes deben someterse a análisis de sangre invasivos. Pero hoy, los científicos informan sobre la invención de un pequeño sensor que detecta los niveles de litio del sudor en la superficie de la punta de un dedo en tan solo 30 segundos, sin un viaje a la clínica.

Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS).

El litio no solo debe tomarse en una determinada dosis, sino que los pacientes a menudo tienen dificultades para tomarlo según lo prescrito y pueden olvidarse de las píldoras. Por lo tanto, cuando el medicamento no parece estar funcionando, los proveedores de atención médica necesitan saber cuánto medicamento está tragando el paciente. Pero las opciones actuales de monitoreo tienen importantes inconvenientes. Por ejemplo, las extracciones de sangre producen resultados precisos, pero son invasivas y consumen mucho tiempo. Mientras tanto, los contadores de pastillas no miden directamente la ingesta del medicamento. Para abordar estas limitaciones, el equipo recurrió a otro fluido corporal.

«Aunque puede que no sea visible, el cuerpo humano produce sudor constantemente, a menudo solo en cantidades muy pequeñas», dice Shuyu Lin, Ph.D., un estudiante investigador de posgrado que presenta conjuntamente el trabajo con el estudiante de posgrado Jialun Zhu en el reunión. «Pequeñas moléculas derivadas de medicamentos, incluido el litio, aparecen en ese sudor. Reconocemos esto como una oportunidad para desarrollar un nuevo tipo de sensor que detectaría estas moléculas».

«A través de un solo toque, nuestro nuevo dispositivo puede obtener información clínicamente útil a nivel molecular sobre lo que circula en el cuerpo», dice Sam Emaminejad, Ph.D., investigador principal del proyecto, que se encuentra en la Universidad de California, Los Ángeles. (UCLA). «Ya interactuamos con muchos dispositivos electrónicos táctiles, como teléfonos inteligentes y teclados, por lo que este sensor podría integrarse perfectamente en la vida diaria».

Sin embargo, diseñar un sensor para detectar litio presentó algunos desafíos técnicos. El sudor generalmente solo está presente en cantidades diminutas, pero la detección electroquímica necesaria para detectar partículas cargadas de litio requería un entorno acuoso o acuoso. Para proporcionarlo, el equipo diseñó un gel a base de agua que contenía glicerol. Este ingrediente adicional evitó que el gel se secara y creó un entorno controlado para la parte electrónica del sensor.

Para atrapar los iones de litio después de atravesar el gel, el equipo utilizó un electrodo selectivo de iones. Los iones acumulados generan una diferencia de potencial eléctrico en comparación con un electrodo de referencia. Los investigadores utilizaron esta diferencia para inferir la concentración de litio presente en el sudor. Juntos, estos componentes comprenden un pequeño sensor rectangular que es más pequeño que la cabeza de una chincheta y puede detectar litio en unos 30 segundos. El sensor aún se encuentra en la fase de prueba preliminar, pero, en última instancia, los investigadores prevén incorporarlo en un sistema más grande, aún por diseñar, que proporcione información visual al proveedor o al paciente.

Después de caracterizar el sensor con la yema de un dedo artificial, el equipo reclutó a personas reales para probarlo, incluida una persona con un régimen de tratamiento con litio. Los investigadores registraron los niveles de litio de esta persona antes y después de tomar el medicamento. Descubrieron que estas medidas se acercaban a las derivadas de la saliva, que investigaciones anteriores han demostrado que miden con precisión los niveles de litio. En el futuro, los investigadores planean estudiar los efectos de la loción y otros productos para la piel en las lecturas del sensor.

Esta tecnología también tiene aplicaciones más allá del litio. Emaminejad está desarrollando sensores táctiles similares para monitorear el alcohol y el paracetamol, un analgésico también conocido como Tylenol, mientras explora la posibilidad de detectar otras sustancias. Los sistemas de detección completos podrían incluir características adicionales, como el cifrado protegido por una huella dactilar o, para sustancias propensas al abuso, un sistema de dispensación robótico que libera medicamentos solo si el paciente tiene un nivel bajo en el torrente sanguíneo.