12/08/2011 - Piel electrónica para medir constantes vitales

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La frontera entre la electrónica y la biología empieza a hacerse borrosa, según un equipo de ingenieros y científicos que ha desarrollado una piel artificial electrónica con enorme potencial en aplicaciones médica. Cargado de diferentes tipos de sensores, el parche de piel artificial, que se pega a la natural como un tatuaje temporal, se ha ensayado ya con éxito para medir la actividad eléctrica del corazón, del cerebro y de músculos. Su aplicación para sustituir los incómodos electrodos y cables que se utilizan para el diagnóstico y seguimiento cardíaco, parece evidente, pero las puertas que abre esta nueva piel artificial electrónica son enormes: los investigadores apuntan, por ejemplo que podrán construir sensores para medir la actividad cerebral en condiciones normales, sin recurrir a los aparatos equipos que se utilizan ahora, lo que permitirá investigar realmente cómo funciona el cerebro cuando la persona hace su vida normal. También se podrían hacer pieles sensibles para prótesis de extremidades amputadas o transmisores que, pegados a la garganta, faciliten la comunicación de personas con lesiones que limiten su capacidad de hablar. John A. Rogers, Dae-Hyeong Kim y el resto de los autores de este avance, explican cómo lo han hecho y los resultados de sus primeros ensayos en la revista Science.

"Nuestro objetivo era desarrollar una tecnología electrónica que se integrase en el piel de forma que fuera mecánica y fisiológicamente invisible para el usuario", comenta Rogers en un comunicado de la National Science Foundation que ha financiado la investigación, junto con la Fuerza Aérea de EE UU y el Departamento de Energía. Su solución integra dos mundos contrapuestos: la rigidez y dureza habituales de los objetos electrónicos y la elasticidad y la ligereza de los biológicos.

Esta piel electrónica es cómoda, fácil de usar y eficaz, gracias a sus propiedades mecánicas que se adaptan bien a la piel natural, por lo que resulta cómoda para la persona que la lleva pegada, en comparación con los aparatosos electrodos recubiertos de gel habituales. Tiene el grosor de un cabello humano y está hecha fundamentalmente de un polímero con flexibilidad similar a la de la silicona de las fundas de los pequeños aparatos electrónicos. La estructura de capas permite integrar componentes electrónicos, bobinas, semiconductores y aislantes, antenas inalámbricas e incluso minipaneles solares. Los filamentos tienen una configuración de serpentina de manera que se estiran y arrugan (como la piel natural) sin resultar dañados. Los parches de esta piel se adhieren al cuerpo sin pegamento alguno, sencillamente por la atracción natural de moléculas de la misma sustancia, y parecen tatuajes temporales (incluso se puede esconder bajo uno). Y se pueden poner en cualquier parte del cuerpo sin producir irritaciones de la piel.

No es la primera piel artificial que se desarrolla, recuerda Zhenqiang Ma, experto de la Universidad de Wisconsin. Se han hecho materiales de este tipo sobre todo para robots que, con sensibilidad en las manos, sean capaces de agarrar objetos con fuerza acompasada a sus características, es decir, el famoso reto para las máquinas de coger un huevo. Estas soluciones tecnológicas se pueden aplicar también para dotar de sensibilidad a las prótesis de manos y pies. Pero la piel de Rogers (Universidad de Illinois en Urbana-Champaign) y sus colegas "es un avance conceptual importante en la electrónica que una persona puede ponerse y llevar prácticamente sin notarlo", dicen los investigadores.

Ellos han probado su piel electrónica en voluntarios y han comprobado que funciona 24 horas o más en el brazo, en el cuello, en la frente, en las mejillas y en la barbilla. En sus experimentos registraron la actividad eléctrica generada en los músculos de las piernas y luego comprobaron que las señales captadas con la nueva piel coincidían con las tomadas simultáneamente mediante equipos convencionales de electrodos. En uno de los ensayos colocaron un parche de piel electrónica en la garganta de una persona y el sensor pudo distinguir los movimientos musculares cuando hablaba, lo que abre la posibilidad de utilizar esta tecnología para ayudar, por ejemplo, a pacientes con lesiones de laringe.

Los investigadores explican los planes que tienen para desarrollar su tecnología, que apenas ha dado sus primeros pasos. Se van a centrar, de momento, en mejorar las prestaciones de comunicaciones inalámbricas y el la alimentación eléctrica. En la vertiente clínica, van a explorar nuevas aplicaciones como los cuidados de niños recién nacidos. Pero están ya mirando más lejos y piensan, por ejemplo, que podrán incorporar microfluidos a la piel electrónica para tratamientos de quemados y para potenciar la cicatrización de heridas.

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