Los electrodos de esponja de bajo costo mejoran la detección de señales para monitoreo médico

Para monitorear los ritmos cardíacos y la función muscular, los médicos a menudo colocan electrodos en la piel de un paciente, detectando las señales eléctricas que se encuentran debajo. Estos impulsos son vitales para el diagnóstico y tratamiento tempranos de muchos trastornos, pero los electrodos actualmente disponibles tienen una función limitada o son costosos de fabricar. Los investigadores, sin embargo, ahora han desarrollado una versión esponjosa de bajo costo con detección de señal mejorada que está hecha con una plantilla sorprendente: un terrón de azúcar.

Los electrodos estándar de oro actuales para el monitoreo electrofisiológico se basan en un disco de plata que entra en contacto con la piel a través de un gel conductor. Estos electrodos son herramientas importantes para detectar señales eléctricas anormales relacionadas con problemas de salud, como ataques cardíacos, trastornos cerebrales o enfermedades neuromusculares. Sin embargo, estos dispositivos no están exentos de inconvenientes. Son rígidos y no se adaptan bien a la piel, especialmente cuando el paciente está físicamente activo, lo que reduce la calidad de la señal. Además, el gel conductor se seca rápidamente, lo que evita el monitoreo a largo plazo y la detección de eventos raros. Al abordar estos desafíos, los investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis (St. Louis, MO, EUA) diseñaron electrodos suaves que se adaptan mejor a la piel, así como versiones basadas en microagujas que penetran físicamente en la piel, pero estas son costosas de fabricar, lo que limita su uso generalizado. Por lo tanto, los investigadores querían desarrollar un electrodo similar a una esponja de bajo costo que ofreciera un contacto con la piel más consistente y resistente.

Para fabricar el nuevo dispositivo, los investigadores comenzaron con cubos de azúcar disponibles comercialmente, que moldearon en una plantilla que se sumergió en polidimetilsiloxano líquido (PDMS). El PDMS se convirtió en una estructura sólida después de un paso de curado. Luego disolvieron el azúcar con agua caliente y cubrieron los microporos de la esponja con una fina película conductora para formar el electrodo. Debido a que los microporos permitieron que el material esponjoso tuviera una mayor área de contacto con la piel, el nuevo dispositivo mostró una intensidad de señal fuerte y un ruido reducido en comparación con los electrodos estándar. Los microporos también ayudaron al dispositivo a transportar más gel conductor, lo que evitó que se secaran tan rápido y perdieran la señal, en comparación con las versiones estándar. El gel también actuó como amortiguador, reduciendo los impactos negativos del movimiento del paciente en el contacto piel-electrodo y asegurando la detección de la señal.

Los investigadores probaron la capacidad del dispositivo de esponja para monitorear las contracciones uterinas durante el trabajo de parto y encontraron que funcionaba tan bien o mejor que un electrodo convencional. Como una alternativa flexible y de bajo costo, los electrodos de esponja amplían las posibilidades de aplicaciones portátiles para el cuidado de la salud, incluido el uso en exámenes médicos que requieren que los pacientes se muevan, o para el monitoreo a largo plazo de personas en el hogar o en el trabajo, dicen los investigadores.

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Universidad de Washington en St. Louis