Parche de papel integra sensores de sudor y microagujas para administrar fármacos

Los parches portátiles de monitorización de la salud pueden favorecer una atención personalizada, pero muchos sustratos convencionales limitan el flujo de aire durante un uso prolongado. Una baja transpirabilidad puede atrapar el sudor y causar molestias en la piel. También puede reducir la fiabilidad de la recolección de sudor para la monitorización bioquímica.

Para ayudar a abordar este desafío, los investigadores han desarrollado un parche transpirable a base de papel que combina detección y posible administración de fármacos.

Investigadores de la Universidad Nacional de Jeonbuk (Jeonju, Corea del Sur) desarrollaron un parche teranóstico transpirable utilizando papel de morera tradicional coreano, o hanji. La plataforma combina microagujas impresas en 3D con luz con electrodos impresos para la detección inalámbrica de ácido úrico. El estudio se publicó en Chemical Engineering Journal.

La estructura porosa de fibras vegetales del papel de morera favorece el transporte de humedad a través de la superficie del parche. En los experimentos, el papel mostró un rápido mojado, con su ángulo de contacto con el agua disminuyendo de 72,19° a 7,96° en seis segundos. Esta propiedad podría ayudar a dirigir el sudor hacia los electrodos de detección y, al mismo tiempo, reducir la acumulación de humedad bajo el parche.

Las microagujas se fabricaron directamente sobre el sustrato de papel de morera sin necesidad de una capa adhesiva adicional. Tras la modificación geométrica, las microagujas optimizadas lograron una capacidad de carga de fármaco del 25,36%, en comparación con el 12,6% de las microagujas sin modificar. Liberaron el 56,41% de un colorante modelo cargado durante 80 horas y penetraron aproximadamente 954 micrómetros en piel de rata extirpada sin deformación estructural.

El sensor electroquímico impreso detectó ácido úrico en concentraciones que oscilaron entre 0,01 y 8 micromolar, con un límite de detección de 9,3 nanomolar. Las pruebas en tampón y sudor produjeron recuperaciones del 98,1% al 101,3%, en consonancia con el análisis de cromatografía líquida–espectrometría de masas. El sensor se secó en 13 segundos después de su uso, produjo lecturas consistentes en tres usos consecutivos y transmitió datos a través de una placa inalámbrica que consumía aproximadamente 15 mW en su punto máximo.

Debido a que el ácido úrico es un marcador asociado con la gota y la hiperuricemia, el parche basado en el sudor podría, con el tiempo, facilitar la monitorización en el hogar sin extracciones de sangre repetidas. A continuación, los investigadores planean probar fármacos clínicamente relevantes para reducir el ácido úrico, realizar estudios de seguridad cutánea y evaluar la plataforma para la monitorización en tiempo real sobre el cuerpo.

“Los parches portátiles convencionales a menudo tienen dificultades para equilibrar la comodidad de la piel con una recolección fiable del sudor. Al utilizar papel de morera transpirable, nuestro objetivo era desarrollar una plataforma que favoreciera el transporte de humedad y, al mismo tiempo, alojara tanto las microagujas como los electrodos de detección impresos”, dijo el profesor Sooman Lim de la Universidad Nacional de Jeonbuk.

“Nuestros hallazgos demuestran el potencial de combinar la administración basada en microagujas y la detección inalámbrica del sudor en un único sustrato transpirable. Aunque evaluamos estas funciones por separado, los resultados proporcionan una base para futuros dispositivos que podrían integrar tratamiento y monitorización de la salud en tiempo real”, añadió el profesor Lim.

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Universidad Nacional de Jeonbuk