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Ultra-robust, flexible organic sensors for application in lactic acid sensing and selective biosensing

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 747461

  • Fecha de inicio

    1 Julio 2017

  • Fecha de finalización

    30 Junio 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.3.2.

  • Presupuesto general:

    € 171 792,60

  • Aportación de la UE

    € 171 792,60

Coordinado por:

THE CHANCELLOR MASTERS AND SCHOLARSOF THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE

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Nueva arquitectura de sensores vestibles que monitorizan biomarcadores en el sudor

La posibilidad de usar biosensores vestibles que ofrezcan una monitorización fiable de la salud es ahora realidad gracias a un grupo de investigadores financiado con fondos europeos que ha desarrollado arquitecturas de semiconductores orgánicos con unas características exclusivas.

Salud
© Jarun Ontakrai, Shutterstock

Se necesitan con urgencia nuevas soluciones que permitan hacer frente al rápido crecimiento de los costes de la atención sanitaria a medida que sigue aumentando la proporción de pacientes ancianos en Europa. Los desarrollos en el campo de la tecnología de la información, como el internet de las cosas, han creado un campo para el desarrollo de nuevos sensores no invasivos que permitan monitorizar constantes vitales y biomarcadores durante un periodo prolongado de tiempo. A continuación, esta información se puede transmitir a un teléfono o reloj inteligentes. Un ejemplo concreto es la monitorización del cortisol mediante un sensor de sudor vestible para el diagnóstico y el tratamiento eficaz de problemas de salud mental como la depresión. Estas afecciones están vinculadas con la concentración de cortisol, la cual podría medirse de forma no invasiva en el sudor. Desafortunadamente, hasta ahora no era posible realizar este tipo de medición, que en su lugar debía realizarse en laboratorios de investigación, donde no se pueden monitorizar las tendencias, algo fundamental para un diagnóstico y tratamiento precisos.

La respuesta se encuentra en el sudor

El proyecto de sensores Robust OTFT respondió a este reto desarrollando una arquitectura de sensores vestibles muy estable, basada en polímeros semiconductores que pueden utilizarse para la detección selectiva de biomarcadores como el cortisol del sudor. «Dado que las concentraciones en el sudor son bajas y que la monitorización se debe realizar a lo largo de varios días, los sensores deben funcionar durante periodos prolongados de tiempo en entornos acuosos y además deben ser selectivos para un solo biomarcador o agente patológico. En la actualidad, estos dos aspectos suponen un reto», afirma Mark Nikolka, beneficiario de una beca Marie Skłodowska-Curie. Los polímeros semiconductores ofrecen diversas características atractivas como un bajo coste, un procesamiento sencillo, adaptabilidad, elasticidad y biocompatibilidad, lo cual los convierte en materiales ideales para los biosensores vestibles sobre la piel. «Se están convirtiendo en herramientas potentes para la detección y monitorización en tiempo real de biomarcadores o agentes patológicos en el sudor, ofreciendo unas oportunidades excepcionales para la monitorización y la atención sanitaria personalizada», explica Nikolka.

Múltiples usos y oportunidades

Los investigadores desarrollaron una nueva arquitectura sensora que puede hacerse selectiva para analitos específicos a través de modificaciones conocidas de la superficie. El sensor, basado en un transistor de doble compuerta, responde de forma selectiva a la fijación de un analito cargado. «Es agnóstico respecto a muchos otros cambios como la conductividad o el pH de la solución del analito», comenta Nikolka. «Por otra parte, el diseño del sensor es muy estable y no se degrada ni siquiera tras ser utilizado durante varios días». Se utiliza una capa iónica-dieléctrica para amplificar la carga de los biomarcadores en varios órdenes de magnitud, haciendo que resulte muy sensible. El diseño desarrollado también integra un nuevo «amplificador iónico» que puede detectar de forma fiable señales por debajo del milivoltio, una tecnología que resulta igualmente interesante para el desarrollo de nuevos electrodos electrocardiográficos. Nikolka afirma: «Esperamos que este nuevo sensor flexible y extensible abra la puerta en el futuro a nuevas aplicaciones de monitorización de la salud sobre la piel». Los sensores Robust OTFT pueden tener un impacto significativo sobre el desarrollo de aplicaciones médicas personalizadas para la práctica clínica real, como la monitorización de la salud fisiológica o la detección rápida y barata de biomarcadores del cáncer. «El proyecto ofrecerá nuevas oportunidades en medicina personalizada, ayudará a mejorar los tratamientos y reducirá los costes de la atención sanitaria al reducir al mínimo las visitas al médico o la necesidad de someterse a pruebas analíticas», concluye Nikolka.

Palabras clave

Sensores Robust OTFT, sudor, biomarcador, vestible, cortisol, polímero, medicina personalizada

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 747461

  • Fecha de inicio

    1 Julio 2017

  • Fecha de finalización

    30 Junio 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.3.2.

  • Presupuesto general:

    € 171 792,60

  • Aportación de la UE

    € 171 792,60

Coordinado por:

THE CHANCELLOR MASTERS AND SCHOLARSOF THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE