La medición de la glucosa en sangre es crucial para el diagnóstico y tratamiento de la diabetes, pero los métodos de muestreo invasivos tienen desventajas. La técnica más habitual para dicha medición, la prueba de glucosa en sangre por punción, se ha realizado, durante décadas, mediante pinchazos en los dedos de los pacientes que, además de ser doloroso, dicho método puede provocar picazón, inflamación e infección.

Investigadores del Centro de Excelencia para Sistemas Metaópticos Transformadores del Consejo Australiano de Investigación (TMOS por sus siglas en inglés), han dado un paso importante para mejorar la calidad y comodidad de este tipo de pruebas. Su equipo de la Universidad RMIT ha hallado nuevos aspectos de la firma infrarroja de la glucosa y ha utilizado esta información para desarrollar un sensor óptico miniaturizado de sólo 5 mm de diámetro que, en el futuro,podría usarse para proporcionar un control continuo no invasivo de la glucosa en el control de la diabetes.

Identificación selectiva y sensible

En una investigación pionera, publicada en la revista ´Advanced Sensor Research´ , el equipo ha detectado cuatro picos infrarrojos en la glucosa que permiten una identificación selectiva y sensible en entornos acuosos y biológicos.

"Hasta ahora, no hay consenso sobre la firma espectroscópica única de la glucosa, en gran parte porque los enlaces OH a los que se dirige la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) para la detección de glucosa también son abundantes en el agua. Esta similitud hace que sea difícil distinguir entre señales de glucosa y agua, especialmente en tejidos y fluidos biológicos complejos", indicó el prof. Mingjie Yang, académico de doctorado del RMIT y autor principal.

El sensor de glucosa miniaturizado está establecido en una banda de ondas de 1600-1700 nm que está habilitado para Bluetooth y funciona con una batería de botón, lo que permite un monitoreo continuo de la glucosa. Este sensor compacto ha demostrado su viabilidad al detectar niveles de glucosa en el cuerpo humano que oscilan entre 50 y 400 mg/dL en el plasma sanguíneo, con un límite de detección y sensibilidad comparables a los sensores de laboratorio más grandes. Gracias a su reducida dimensión, se podría integrar, incluso, en relojes inteligentes y otros rastreadores de salud portátiles.

"Optimizamos la configuración de la espectroscopia y analizamos la transmitancia para identificar picos exclusivos de la glucosa. Nuestro descubrimiento finalmente proporciona la información necesaria para avanzar con la detección óptica de glucosa miniaturizada y hemos desarrollado un prototipo de dispositivo para sugerir la base de un sensor de glucosa no invasivo futurista", explicó el prof. Yang.

El prototipo del dispositivo utiliza un diodo emisor de luz (SMD LED) de dispositivo montado en superficie y circuitos hechos de polimida recubierta de cobre (Cu/PI) de película delgada de solo 110 micrones de espesor desarrollados con una tecnología de modelado láser. El diseño liviano y de escala milimétrica de este dispositivo lo hace considerablemente más compacto que los espectrofotómetros de mesa tradicionales. Además, el diseño flexible en forma de parche ofrece la posibilidad futura de lectura directa como dispositivo portátil sobre la piel humana.

El rendimiento del dispositivo ha sido evaluado rigurosamente utilizando soluciones acuosas de glucosa y plasma sanguíneo. Se ha realizado un análisis computacional de la interferencia de la piel clara que indica cómo el LED SMD penetrará en la piel. Los resultados de la simulación sugieren ubicaciones prometedoras para la exploración futura de la detección óptica de glucosa en entornos clínicos.