En escenarios de alto rendimiento, tu piel suda. Las almohadillas adhesivas de los electrodos se desprenden, alterando su precisión biométrica. Y la interfaz de metal-piel de un típico reloj inteligente, aunque impresionante, no puede hacer mucho: a menudo falla en puntos de datos clave, como caloría gastos. Entonces, ¿cómo se supone que alguien sea el mismo? mejor (como nunca nadie lo estuvo) bajo estas condiciones?
Un equipo internacional de científicos, incluidos investigadores de Penn State, MIT y el Instituto Suzhou de Ingeniería y Tecnología Biomédicas de China, ha desarrollado fortuitamente una respuesta: un electrodo de polímero seguro y confiable que se puede pintar directamente sobre la piel. Como se informó en su nuevo artículo, publicado El lunes en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), los compuestos «biocompatibles» de este electrodo pintable demostraron ser excelentes para rastrear la actividad muscular, la frecuencia cardíaca y las ondas cerebrales, al mismo tiempo que pasaron múltiples pruebas de seguridad. De hecho, en las pruebas de electrocardiograma (EKG) con un sujeto corriendo en una cinta rodante, los electrodos lograron una consistencia del 95,1% “antes y después de una sudoración leve”, escribieron.
Los investigadores creen que su diseño podría modificarse para formar “tatuajes” de electrodos más permanentes, interfaces cyborg hombre-máquina y biometría de plantas para ayudar a alcanzar los objetivos agrícolas. Pero estaban particularmente entusiasmados con la capacidad de sus electrodos pintables de hacer la vida más fácil a los niños que necesitan un seguimiento médico a largo plazo.
«Por ejemplo, los electrodos se pueden diseñar con patrones de dibujos animados, lo que puede reducir la ansiedad y mejorar la aceptación entre los usuarios pediátricos al hacer que la EP [electrophysiology] El seguimiento es menos intimidante”, sugirieron en su estudio.
«Esta personalización no sólo mejora el confort fisiológico sino que también mejora la aceptación social», señalaron. (Se me ocurren algunos Pokémon de tipo eléctrico que funcionarían especialmente bien para esto).
Un trabajo de pintura fresco
El profesor de ingeniería de Penn State, Huanyu Cheng, y sus colaboradores incorporaron varios compuestos complejos para hacer realidad esta pintura de electrodo hiperflexible y excepcionalmente adhesiva. La conductividad eléctrica del materials se logró mediante el uso de un materials llamado poli (3,4-etilendioxitiofeno): poli (sulfonato de estireno) o PEDOT:PSS. Otro aditivo, el ácido 4-dodecilbencenosulfónico o DBSA, cumplió una doble función como aditivo conductor de electricidad y plastificante, ayudando a que el producto terminado fuera más versatile a los movimientos del cuerpo humano. Y, finalmente, una mezcla de agua, etanol y un polímero plástico blando conocido como alcohol polivinílico (PVA) completó la receta, que el equipo amablemente acortó a WE-PPD (para “agua-etanol-PVA/PEDOT:PSS/DBSA”).
«El uso a largo plazo de electrodos sobre la piel depende de la alta permeabilidad del vapor de agua para aumentar la comodidad del cuerpo y mejorar la adherencia incluso en presencia de sudor, al tiempo que minimiza la irritación de la piel», señaló el equipo en su estudio.
Cheng y sus colegas probaron la transpirabilidad de sus electrodos pintables a dos temperaturas, 71,6 grados Fahrenheit (22 grados Celsius) y 98,6 grados F (37 grados C), para ver con qué facilidad pasaba el vapor de agua a través de ellos. Los resultados, en comparación con la película tradicional de grado médico Tegaderm, fueron impresionantes: WE-PPD logró dejar pasar casi cinco veces la cantidad de vapor de agua a esa temperatura más suave y más de diez veces a esos humeantes 98,6 grados.
Estos electrodos también resistieron un «estiramiento de hasta ~170% antes de fallar», informó el equipo, cuando se combinaron con un tejido plateado poroso para conectarlos a dispositivos de biomonitoreo.
Piel en el juego
Si bien los investigadores no documentaron “ningún efecto adverso en la piel” después de que los sujetos usaran WE-PPD durante 24 horas completas, reconocen que esto y su modesta batería de pruebas de toxicidad son solo el comienzo de los mecanismos de seguridad necesarios antes de que estos electrodos puedan tener un uso actual.
Un desafío specific, señalaron, será examinar estos electrodos pintables para imágenes por resonancia magnética multimodal (resonancia magnética), donde la tecnología ha superado cierta compatibilidad preliminar con la resonancia magnética, pero podría causar efectos secundarios no deseados.
«Los estudios futuros deberían investigar sistemáticamente el calentamiento inducido por radiofrecuencia (RF), la tasa de absorción específica y las interacciones electromagnéticas bajo diferentes condiciones operativas de resonancia magnética y secuencias de pulso», señalaron. (En otras palabras, lo último que desea es un dispositivo portátil súper adhesivo que de repente se calienta mucho y no se desprende).
Entonces, la tecnología es prometedora, pero puede pasar un tiempo más antes de que puedas hacer alarde de electrodos pintables que se parecen a Pikachu o Raichu.
