Cómo funciona el nuevo sensor de aliento que detecta diabetes y prediabetes

Detectar la diabetes y la prediabetes podría estar a punto de revolucionarse gracias a una innovadora tecnología que utiliza el aliento. Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State) han desarrollado un sensor que ofrece una alternativa rápida, sencilla y económica a los costosos y molestos análisis de sangre o visitas al laboratorio.

Actualmente, más de 830 millones de personas en el mundo viven con diabetes y, preocupantemente, la gran mayoría no sabe que la tiene. Frente a este panorama, el nuevo sensor desarrollado por el equipo de Penn State permite obtener resultados en pocos minutos simplemente analizando el aliento.

Un método sencillo, rápido y no invasivo

El principio detrás de esta tecnología se basa en la detección de la acetona, un compuesto volátil presente en el aire exhalado. Todas las personas producen acetona como subproducto del metabolismo de las grasas, pero cuando su concentración supera las 1,8 partes por millón en el aliento, puede indicar un riesgo de diabetes.

El sensor, liderado por el profesor Huanyu “Larry” Cheng, solo requiere que el usuario exhale dentro de una bolsa, donde se inserta el sensor y se esperan unos minutos para revelar el resultado. De acuerdo con Cheng, a diferencia de otros métodos que requieren inducir el sudor para análisis químicos, este procedimiento es mucho más práctico y evita incluso la necesidad de análisis adicionales en laboratorio.

Además, este sensor puede realizar la lectura en el punto de uso, lo que disminuye los tiempos de espera y los gastos relacionados con las pruebas convencionales. La facilidad del proceso podría facilitar tanto el diagnóstico temprano como el control regular en pacientes ya diagnosticados.

Innovación en su construcción: materiales avanzados y alta selectividad

En cuanto a su fabricación, el sensor está construido a partir de grafeno inducido por láser, un material altamente poroso que se obtiene al someter una película de poliamida a un láser de dióxido de carbono. El resultado, según explica el profesor Cheng, es similar a una tostada que se ha quemado intensamente y se convierte en carbón, dejando una superficie óptima para reaccionar ante moléculas gaseosas.

Sin embargo, el grafeno por sí solo no era suficiente para diferenciar la acetona de otras sustancias, por lo que el equipo lo combinó con óxido de zinc. La unión de estos dos materiales crea una especie de “barrera inteligente” que incrementa notablemente la capacidad del sensor para identificar la acetona con precisión, descartando otras moléculas presentes en el aliento.

La humedad, otro reto frecuente en sistemas de este tipo, también fue considerada en el diseño. Para evitar que el vapor de agua interfiera en la lectura, se añadió una membrana especial que filtra las moléculas de agua pero permite el paso de la acetona. Gracias a estos avances, el sensor logra una sensibilidad y selectividad superiores a los intentos previos.

Próximos pasos y perspectivas de la tecnología

Actualmente, la prueba requiere que la persona sople en una bolsa para evitar contaminaciones del ambiente, pero los investigadores trabajan en una versión del sensor que pueda funcionar directamente bajo la nariz o incorporada en una mascarilla, lo que maximiza la comodidad y practicidad.

Más allá de la diabetes, el equipo de Penn State vislumbra aplicaciones aún más amplias. El profesor Cheng destaca que el seguimiento de los niveles de acetona también podría ayudar a comprender cómo influyen la dieta y el ejercicio en el metabolismo de las personas, lo cual abre la puerta a nuevas aplicaciones en la salud preventiva y personalizada.

Este prometedor desarrollo ha sido financiado por los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos. El trabajo, publicado en el Chemical Engineering Journal, constituye un avance significativo hacia métodos de diagnóstico menos invasivos, más accesibles y rápidos para millones de personas.