La piel humana es el órgano más grande del cuerpo. También protege el tejido vivo interno y otros órganos, regula la temperatura corporal e incluso metaboliza la vitamina D. Los estudios sugieren que las enfermedades de la piel modifican la composición molecular y microbiana de la piel humana, convirtiéndola en una rica fuente de información sobre nuestra salud física.

Masoud Agah, profesor del Consorcio de Microelectrónica de Virginia, director fundador de la Infraestructura en Red de Nanotecnología de Virginia e investigador en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de Bradley en Virginia Tech, recibió una subvención de casi $ 400,000 de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) que tiene como objetivo desarrollar una nueva muestra de aromas para la piel. Agah colaborará con investigadores de Irlanda para desarrollar este nuevo dispositivo biomédico.

El muestreador de olores de la piel propuesto, llamado SenSorp, tendrá la capacidad de monitorear la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (COV) recolectados en tiempo real. Los COV de la piel, que se encuentran en la superficie de la piel, se derivan de las secreciones de las glándulas y sus interacciones con microorganismos externos. Pueden dar una idea de la salud de un individuo y ofrecer una ruta no invasiva para sondear la bioquímica del cuerpo. Las pruebas de las secreciones de las glándulas cutáneas han detectado más de 500 compuestos, incluidos los aldehídos (usados ​​a menudo como insecticidas para plantas y vegetales), ácidos carboxílicos, alcoholes, cetonas y derivados de amoníaco o aminas.

Investigaciones recientes han resaltado el vínculo entre los volátiles de la piel y el paso potencial de compuestos de los vasos sanguíneos, las influencias dietéticas y la actividad metabólica relacionada con la edad. Además, la investigación ha demostrado que los perros tienen la capacidad olfativa de detectar la presencia de COVID-19 a partir de la emisión volátil del cuerpo. Por ello, los investigadores han identificado la piel y los COV como recursos importantes a la hora de identificar problemas de salud y detectar determinadas enfermedades.

El muestreador de olores de la piel Sensorp, junto con su Smart Key, que mide los VOC recolectados en tiempo real, informa al usuario a través de la aplicación móvil cuando se completa la recolección del olor de la piel. Esta comunicación se logra a través del circuito electrónico integrado del dispositivo.

El objetivo final de este nuevo sensor de piel es paralelo al de una prueba de COVID en el hogar. Los consumidores esperan opciones mínimamente invasivas, asequibles y convenientes para las necesidades de atención médica. Los dispositivos como Sensorp satisfacen esta necesidad y son beneficiosos para reducir la carga de los proveedores de atención médica y los sistemas hospitalarios.

SenSorp permite a los cuidadores, padres de niños enfermos y médicos de hogares de ancianos, entre otros, administrar la prueba y enviar el kit de prueba a un laboratorio para su análisis.

Agah tiene más de 20 años de experiencia en la aplicación de conceptos de ingeniería eléctrica e informática a proyectos de investigación de ingeniería biomédica. Para este proyecto, el líder de la facultad de Micro Electro-Mechanical Systems contribuirá al diseño y fabricación de estos nuevos dispositivos. Específicamente, Agah desarrollará el paquete impreso en 3D exclusivo de SenSorp con mecanismo de bloqueo giratorio, así como el módulo de autoinyector SenSorp, que liberará la muestra recolectada en forma de un tapón afilado en los sistemas de cromatografía de gases. Después de fabricar estos dos equipos, Agah los enviará a los otros miembros del equipo.

Este proyecto de investigación colaborativo incluye la experiencia de dos investigadores académicos de Irlanda. El co-investigador principal Hamza Shakeel es profesor asistente en la Escuela de Electrónica, Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Queen en Belfast. Conoce bien los sensores de gas de Micro Electro-Mechanical Systems y ayudará a evaluar los COV emitidos por la piel y absorbidos por SenSorp. Además, Shakeel ayudará con el desarrollo y la evaluación del futuro dispositivo portátil, incluido el acondicionamiento de señal propuesto y la transmisión de datos por bluetooth a una computadora portátil o teléfono inteligente.

Shakeel, exestudiante de doctorado de Agah, se graduó del departamento de ingeniería eléctrica e informática de Virginia Tech en 2015. Agah dijo que estaba entusiasmado con la oportunidad de trabajar con Shakeel en una nueva capacidad.

“Él es el inventor de algunas de las tecnologías que hemos desarrollado aquí en Virginia Tech y que usaremos en esta investigación”, dijo Agah. “Está trabajando en sensores de bajo costo para el monitoreo de gases, y pensamos que esta sería una gran oportunidad para comenzar un nuevo tipo de trabajo en conjunto. El proyecto financiado por NSF utiliza nuestra tecnología para la recolección de olores de la piel y usa su sensor para determinar cuánto tiempo debe continuar esta recolección de olores”.

Aoife Morrin, co-investigadora principal, es profesora asociada de química analítica en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de la ciudad de Dublín. Es experta en el campo de sensores químicos y química de materiales para aplicaciones biomédicas y ambientales, específicamente sensores epidérmicos. Para este proyecto de investigación, Morrin validará la tecnología Sensorp como un muestreador confiable de olores de la piel para diferenciar los olores humanos a través del análisis de cromatografía de gases y espectrometría de masas. Ella espera con ansias el impacto que esta investigación tendrá en la mejora de la salud en todo el mundo.

La perspectiva de encontrar nuevos biomarcadores que podamos recolectar de nuestra piel de manera no invasiva es muy tentadora; tiene el potencial para hacer frente a un desafío masivo en el diagnóstico de la salud en la actualidad. Tengo muchas ganas de trabajar con Masoud y el equipo de Belfast para ver qué y cómo podemos contribuir en colaboración a este apasionante campo".

Aoife Morrin, co-investigadora principal

Varios estudiantes graduados en ingeniería eléctrica e informática también están involucrados en el proyecto y han disfrutado adquiriendo experiencia práctica a lo largo del proceso de investigación. Nipun Thamatam es un asistente de investigación graduado que estudia ingeniería eléctrica y está trabajando directamente con Agah en el proyecto Sensorp. Su enfoque principal será trabajar en preconcentradores microfabricados que recolectan muestras de muy baja concentración para que sean detectables.

"Dr. Agah expresa regularmente lo que un dispositivo podría ser o hacer en 10 años en lugar de lo que será en breve”, dijo Thamatam. “Nuestras conversaciones me inspiran a pensar más profundamente sobre el problema en lugar de limitarme a una solución. Su aprecio y apoyo a la innovación me dan una gran libertad creativa para ejecutar ideas nuevas y poco convencionales”.

En los próximos años, Agah y su equipo esperan utilizar esta misma tecnología para acceder al mercado de dispositivos médicos portátiles, que se espera alcance los 196 millones de dólares para 2030, según Grand View Research. El objetivo es eventualmente desarrollar un chip semiconductor portátil que recolecte el olor de nuestra piel durante un período de tiempo. Luego, el olor recolectado se puede analizar utilizando equipos de laboratorio sofisticados o sensores de bajo costo para detectar cambios en busca de signos de posibles enfermedades físicas o mentales.

Además de la investigación y el desarrollo propuestos de este novedoso sensor de piel, Agah y su equipo crearán demostraciones del sistema como parte de la divulgación educativa en el Programa de Iniciativa Preuniversitario de Virginia Tech, dirigido por el Centro para la Mejora de la Diversidad de ingeniería. El objetivo de estos sensores de piel modelo es introducir a los estudiantes de secundaria a la ciencia y la ingeniería avanzadas y ayudarlos a establecer conexiones con la forma en que estas disciplinas se pueden fusionar para resolver problemas del mundo real.

Agah prevé un día en el futuro en el que los compradores puedan usar uno de estos parches para la piel de semiconductores en su farmacia o tienda de comestibles local.

"Imaginar -; mientras hace sus compras, recoge el olor de su piel y luego puede insertarlo en un microcromatógrafo de gases para hacer un análisis instantáneo”, dijo. “La pandemia de COVID-19 nos ha demostrado que necesitamos tener acceso a tecnologías novedosas que podamos ampliar rápidamente, implementar en masa y luego usar esas tecnologías para monitorear nuestra salud individual y prevenir la propagación de enfermedades. Esta investigación es una llamada directa a esos desafíos”.

• Coinsmart. El mejor intercambio de Bitcoin y criptografía de Europa.Haga clic aquí
• Platoblockchain. Inteligencia del Metaverso Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
• Fuente: https://www.news-medical.net/news/20221113/Virginia-Tech-researcher-receives-24400000-NSF-grant-to-develop-novel-skin-scent-sampler.aspx