Mascarilla inteligente ofrece monitorización continua del aliento sin batería

El aliento exhalado ofrece una ventana no invasiva a los microambientes respiratorios y a la fisiología sistémica, pero convertirlo en datos clínicos fiables sigue siendo un desafío. La recolección estable del condensado del aliento exhalado (EBC) y el funcionamiento de sensores en condiciones de alta humedad limitan la monitorización continua.

La captura pasiva y portátil de biomarcadores como metabolitos, patógenos e indicadores inflamatorios podría ampliar el acceso en diversos grupos de pacientes. Ahora, investigadores informan sobre una plataforma de mascarilla inteligente sin batería que extiende la detección bioquímica del EBC a largo plazo mediante mejoras en materiales y a nivel de sistema.

Investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han desarrollado una plataforma mejorada, EBClite, que enfría el aliento exhalado mediante un hidrogel que condensa y recolecta el condensado del aliento exhalado (EBC) para su análisis. Sensores integrados cuantifican los biomarcadores objetivo y transmiten los datos de forma inalámbrica a un teléfono, tableta o computadora.

Para solucionar el problema de la desecación, que anteriormente limitaba su funcionamiento a solo unas horas, el sistema incorpora un hidrogel con cloruro de litio que resiste la desecación y puede rehidratarse, lo que permite un uso fiable durante varios días.

La robustez del sensor en el entorno de alta humedad de la mascarilla se mejoró encapsulando los elementos sensores en un material multicapa flexible que tolera ciclos repetidos de secado y humectación. El dispositivo ahora funciona exclusivamente con una célula solar integrada ultrafina, lo que permite un funcionamiento prolongado sin necesidad de recarga ni reemplazo de batería. El costo de los materiales se estima en aproximadamente 1 USD por mascarilla.

El equipo monitorizó el lactato exhalado en voluntarios sanos durante diferentes actividades físicas y tras la ingesta de carbohidratos; los niveles de lactato en el aliento aumentaron con la actividad, de forma similar a los análisis de sangre, lo que respalda las evaluaciones del metabolismo energético. La recolección de condensado de aire exhalado es totalmente pasiva, lo que hace que este método sea adecuado para una monitorización sencilla en diversas poblaciones, incluidos niños, ancianos y pacientes en estado crítico.

Entre los colaboradores se encontraban la Universidad Johannes Kepler (Austria) y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong. El trabajo se publicó el 16 de marzo de 2026 en Nature Sensors . En colaboración con la Fundación Gates, se está explorando la distribución en algunas zonas de África y se está desarrollando una versión simplificada para la monitorización de la tuberculosis.

“Hemos logrado extender la usabilidad a largo plazo mediante avances en la ciencia de los materiales y el diseño de ingeniería a nivel de sistema. Partiendo de la máscara original, estas mejoras permiten un almacenamiento y manejo más prácticos, mejoran la estabilidad de la detección y logran la autonomía energética”, dijo Wenzheng Heng, investigador postdoctoral asociado en ingeniería médica en Caltech.

“Podemos lograr un funcionamiento continuo sin baterías durante todo tipo de actividades en interiores. La célula solar capta energía con alta eficiencia incluso con poca luz; no es necesario estar bajo la intensa luz solar de California para que funcione. La máscara es ahora muy resistente y duradera”, afirmó Wei Gao, profesor de ingeniería médica en Caltech.

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