Dina 5 months ago
Dina

Inventan ropa con impresos que cambian de color al detectar enfermedades en el usuario

Las tintas que cambian de color se pueden imprimir en la ropa para advertir al usuario sobre posibles problemas de salud.

Gracias a un desarrollo reciente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts, pronto podremos usar ropa que pueda cambiar de color en respuesta a los químicos liberados de nuestros cuerpos o detectados en el aire.


Las tintas a base de biomaterial se pueden imprimir en serigrafía en textiles como ropa, zapatos o incluso máscaras faciales en patrones complejos y en alta resolución, proporcionando un mapa detallado de la respuesta o exposición humana.


El avance en la detección portátil, reportado en Advanced Materials, podría detectar y cuantificar simultáneamente una amplia gama de condiciones biológicas, moléculas y, posiblemente, agentes patógenos sobre la superficie del cuerpo utilizando prendas y uniformes convencionales.


"El uso de nuevas tintas bioactivas con el método muy común de serigrafía abre oportunidades prometedoras para la producción en masa de telas suaves y portátiles con una gran cantidad de sensores que podrían aplicarse para detectar una variedad de condiciones", dijo el profesor Fiorenzo Omenetto , autor correspondiente del estudio. "Las telas pueden terminar en uniformes para el lugar de trabajo, ropa deportiva o incluso en muebles y estructuras arquitectónicas".


Los dispositivos de detección portátiles han atraído un considerable interés en el monitoreo del desempeño humano y la salud. Muchos de estos dispositivos se han inventado incorporando productos electrónicos en parches portátiles, pulseras y otras configuraciones que controlan la información fisiológica localizada o general, como la frecuencia cardíaca o la glucosa en sangre.


La investigación presentada por el equipo de Tufts adopta un enfoque complementario diferente: detección colorimétrica, no electrónica, de un número teóricamente muy grande de análisis utilizando prendas de detección que pueden distribuirse para cubrir áreas muy grandes: cualquier cosa, desde un parche hasta todo el cuerpo, y más allá.


Los componentes que hacen posible las prendas de detección son tintas basadas en seda activadas biológicamente. El sustrato de seda soluble en estas formulaciones de tinta puede modificarse incorporando varias moléculas "informadoras", como indicadores sensibles al pH o enzimas como la lactato oxidasa para indicar los niveles de lactato en el sudor. El primero podría ser un indicador de la salud de la piel o la deshidratación, mientras que el segundo podría indicar los niveles de fatiga del usuario.


Se pueden crear muchos otros derivados de las tintas debido a la versatilidad de la proteína de seda al modificarla con moléculas activas como colorantes químicamente sensibles, enzimas, anticuerpos y más. Si bien las moléculas indicadoras pueden ser inestables por sí mismas, pueden volverse estables cuando se incrustan dentro de la fibroína de seda en la formulación de la tinta.


Las tintas están formuladas para aplicaciones de serigrafía mediante la combinación con un espesante (alginato de sodio) y un plastificante (glicerol). Las tintas biológicas imprimibles en pantalla se pueden usar como cualquier tinta desarrollada para la serigrafía, por lo que se pueden aplicar no solo a la ropa sino también a varias superficies como madera, plásticos y papel para generar patrones que van desde cientos de micras hasta decenas de metros. .


La tecnología se basa en el trabajo anterior de los mismos investigadores que desarrollan tintas de seda bioactivas formuladas para la impresión de inyección de tinta para crear placas de Petri, sensores de papel y guantes de laboratorio que pueden indicar contaminación bacteriana al cambiar los colores.


"El enfoque de serigrafía proporciona el equivalente a tener una disposición grande y multiplexada de sensores que cubren áreas extensas del cuerpo, si se usa como prenda, o incluso en grandes superficies como el interior de la habitación", dijo Giusy Matzeu, profesor asistente de investigación de biomedicina en la escuela y primer autor del artículo. “Junto con el análisis de imágenes, podemos obtener un mapa de alta resolución de las reacciones de color en un área grande y obtener más información sobre el estado fisiológico o ambiental general. En teoría, podríamos extender este método para rastrear la calidad del aire o apoyar el monitoreo ambiental para la epidemiología ”. 


El hecho de que el método utilice técnicas de impresión comunes también abre caminos en aplicaciones creativas, algo explorado por Laia Mogas-Soldevila, arquitecta y recién graduada de doctorado en Tufts en el SilkLab de Omenetto.


Mogas-Soldevila ha ayudado a crear hermosos tapices, mostrándolos en museos de los Estados Unidos y Europa. Las pantallas son interactivas, lo que permite a los visitantes rociar diferentes productos químicos no tóxicos sobre la tela y ver cómo se transforman los patrones.


"Este es realmente un gran ejemplo de cómo el arte y la ingeniería pueden beneficiarse e inspirarse mutuamente", dijo Mogas-Soldevila. “Las tintas diseñadas abren una nueva dimensión en tapices y superficies interactivas y receptivas, mientras que el arte de la serigrafía de 1,000 años ha proporcionado una base muy adecuada para la necesidad de una superficie de detección moderna de alta resolución y portátil”.

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