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Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid han desarrollado un prototipo de mascarilla que lleva un sensor incorporado y que es capaz de distinguir diferentes estados de respiración. La información que recoge se transmite de forma remota y en tiempo real.
La gripe, la bronquitis o la covid-19 son ejemplos de numerosas enfermedades que tienen impacto en la respiración humana. Además, algunos espacios mantienen el uso obligatorio de la mascarilla, como centros médicos, hospitales, farmacias o el trasporte público. En este contexto, un equipo de investigadores del área de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) ha diseñado una mascarilla inteligente de bajo coste capaz de monitorizar la respiración de forma remota.
Este prototipo lleva un sensor incorporado, que puede colocarse en cualquier mascarilla convencional. “Se basa en una matriz polimérica de alta flexibilidad dopada con nanoestructuras de carbono, lo que le confiere un peso muy reducido y una alta sensibilidad a las pequeñas deformaciones”, describe Alejandro Ureña, investigador de la URJC.
El sensor desarrollado es capaz de distinguir diferentes estados de respiración a través de las pequeñas deformaciones que experimenta el material porque está unido a la mascarilla.
“La detección de estas microdeformaciones es posible gracias a los cambios de conductividad eléctrica que experimenta la red de nanoestructuras de carbono que está integrada en la matriz polimérica del sensor”, explica Ureña. Además, este sistema puede transmitir toda la información de forma remota y en tiempo real a ordenadores, teléfonos móviles o relojes inteligentes.
El prototipo desarrollado podría ayudar a combatir próximas potenciales pandemias y ser de gran utilidad para distintas aplicaciones en hospitales. Por ejemplo, los centros podrían concentrar los pacientes o agilizar la teleasistencia domiciliaria. Su empleo también es útil para controlar la exposición de los trabajadores a condiciones extremas, puesto que los materiales utilizados son resistentes al fuego, el humo o la humedad.
“Actualmente, la mascarilla se encuentra en proceso de patente y se está esperando a realizar los ensayos clínicos para su posterior comercialización”, señala Ureña. Para la realización de este sistema se ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, a través del proyecto de investigación Materiales compuestos multifuncionales con capacidad de almacenamiento de energía y monitorización de salud estructural para vehículos eléctricos.
Este trabajo es parte de la tesis doctoral de Antonio del Bosque García, dirigida por los profesores del área de Ciencia e Ingeniería de Materiales María Sánchez y Alejandro Ureña. Además, en el diseño del sensor ha participado el profesor Xoan Xosé Fernández.
El desarrollo de este prototipo también ha contado con la colaboración de los investigadores de la UPM José Sánchez y David Patrizi, así como de los científicos del IMDEA Materiales De-Yi Wang y Xiang-Ao, que han conseguido la transmisión de la señal en tiempo real y de forma inalámbrica, hasta en 20 kilómetros.
Estos materiales están compuestos únicamente de proteínas, capaces de entregar de forma prolongada en el tiempo, nanopartículas que pueden dirigirse a células tumorales específicas y destruirlas. Imitan a los gránulos secretores naturales del sistema endocrino y han sido probados con éxito en modelos de ratón con cáncer colorrectal.
Un equipo de la Universidad Rey Juan Carlos está abordando el reto de definir y diseñar cómo se visualizará este gemelo virtual para simular distintos cambios de medicación y de tratamientos en esquizofrenia, ictus y epilepsia.
