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Científicos desarrollan pequeños sensores montados en los dientes que pueden rastrear lo que comes

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Científicos desarrollan pequeños sensores montados en los dientes que pueden rastrear lo que comes

Monitorear en tiempo real lo que ocurre dentro y alrededor de nuestros cuerpos puede ser beneficioso en el contexto de la atención médica o estudios clínicos, pero no es tan fácil de hacer. Eso podría cambiar pronto gracias a nuevos sensores miniaturizados desarrollados por investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts que, cuando se montan directamente en un diente y se comunican de forma inalámbrica con un dispositivo móvil, pueden transmitir información sobre glucosa, sal y consumo de alcohol. En una investigación que se publicará próximamente en la revista Advanced Materials, los investigadores observan que las futuras adaptaciones de estos sensores podrían permitir la detección y el registro de una amplia gama de nutrientes, sustancias químicas y estados fisiológicos.

Los dispositivos portátiles anteriores para monitorear la ingesta dietética sufrían de limitaciones tales como el uso de un protector bucal, un cableado voluminoso o la necesidad de un reemplazo frecuente a medida que los sensores se degradaban rápidamente. Los ingenieros de Tufts buscaron una tecnología más adoptable y desarrollaron un sensor con una huella simple de 2 mm x 2 mm que se puede adaptar y unir flexiblemente a la superficie irregular de un diente. De manera similar a la forma en que se recauda un peaje en una carretera, los sensores transmiten sus datos de forma inalámbrica en respuesta a una señal de radiofrecuencia entrante.

Los sensores están formados por tres capas intercaladas: una capa central "bioreactiva" que absorbe el nutriente u otros químicos que se detectarán, y las capas externas que consisten en dos anillos de oro de forma cuadrada. Juntas, las tres capas actúan como una pequeña antena, recogiendo y transmitiendo ondas en el espectro de radiofrecuencia. Cuando una onda entrante golpea el sensor, parte de ella se cancela y el resto se transmite de vuelta, al igual que un parche de pintura azul absorbe las longitudes de onda más rojas y refleja el azul de vuelta a nuestros ojos.

Sin embargo, el sensor puede cambiar su "color". Por ejemplo, si la capa central absorbe sal o etanol, sus propiedades eléctricas se desplazarán, haciendo que el sensor absorba y transmita un espectro diferente de ondas de radiofrecuencia, con intensidad variable. Así es como los nutrientes y otros analitos pueden ser detectados y medidos.

"En teoría, podemos modificar la capa bioreactiva en estos sensores para apuntar a otros químicos; estamos realmente limitados solo por nuestra creatividad", dijo Fiorenzo Omenetto, Ph.D., autor correspondiente y Frank C. Doble Professor de Ingeniería en Tufts. "Hemos extendido la tecnología común de identificación por radiofrecuencia (RFID) a un paquete de sensores que puede leer y transmitir dinámicamente información sobre su entorno, ya sea que esté adherida a un diente, a la piel o a cualquier otra superficie".

Otros autores en el documento fueron: Peter Tseng, Ph.D., un asociado postdoctoral en el laboratorio de Omenetto, que ahora es profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de California, Irvine; Bradley Napier, un estudiante graduado en el Departamento de Ingeniería Biomédica en Tufts; Logan Garbarini, estudiante de pregrado en la Escuela de Ingeniería de Tufts; y David Kaplan, Ph.D., Profesor de Ingeniería de la Familia Stern, presidente del Departamento de Ingeniería Biomédica y director del Centro de Bioingeniería y Biotecnología en Tufts.

El trabajo fue apoyado por el Ejército de EE. UU. Natick Soldado Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería, los Institutos Nacionales de Salud (NIH; F32 EB021159) Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería y la Oficina de Investigación Naval.

Acerca de la Universidad Tufts

Tufts University, ubicada en los campus de Boston, Medford/Somerville y Grafton, Massachusetts, y en Talloires, Francia, es reconocida entre las principales universidades de investigación de los Estados Unidos. Tufts goza de una reputación mundial por la excelencia académica y por la preparación de los estudiantes como líderes en una amplia gama de profesiones. Un número creciente de innovadoras iniciativas de enseñanza e investigación abarcan todos los campus de Tufts, y se fomenta ampliamente la colaboración entre los profesores y estudiantes en los programas de pregrado, posgrado y profesionales en todas las escuelas de la universidad.