Electrodos biointerfaciales termoadaptables para monitorización dinámica y reutilizable de ECG

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Ciencia de Materiales
• Tecnología Portátil

Sus antecedentes:

• Las interfaces inestables entre la piel y el electrodo dificultan la monitorización precisa del electrocardiograma (ECG) durante la actividad física.
• Los electrodos existentes a menudo no logran mantener un contacto constante y una calidad de señal durante movimientos dinámicos y sudoración.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un novedoso electrodo biointerfacial termoadaptable (TAB) para una monitorización de ECG estable y de alta fidelidad durante el ejercicio.
• Abordar las limitaciones de los electrodos actuales en la monitorización fisiológica dinámica a través de un diseño innovador de materiales y estructuras.

Principales métodos:

• Desarrollo de un electrodo TAB que utiliza una estrategia de sinergia molecular-microestructural impulsada por la temperatura fisiológica (PTD-MMS).
• Integración de un polímero de cambio de fase, microcanales trapezoidales biomiméticos y una red conductora de Ag-tejido.
• Evaluación de la adhesión, la estabilidad del reacoplamiento, las capacidades de gestión del sudor y la calidad de la señal de ECG en diversas condiciones de movimiento.

Principales resultados:

• El electrodo TAB demostró una adhesión fuerte y reversible (39,6 N m⁻¹) con una excelente durabilidad de reacoplamiento (>90 % de resistencia después de 25 ciclos).
• Los microcanales biomiméticos proporcionaron una gestión eficiente del sudor (transmisión de vapor de agua de 58,6 g m⁻² h⁻¹, eliminación de líquido de 7,5 μL s⁻¹).
• Se obtuvieron señales de ECG de alta fidelidad (67,9 dB SNR), superando a los electrodos de gel convencionales durante el entrenamiento de pie, caminando y de fútbol.

Conclusiones:

• El electrodo TAB desarrollado supera eficazmente los desafíos de las interfaces inestables entre la piel y el electrodo durante el ejercicio dinámico.
• La estrategia PTD-MMS ofrece una plataforma prometedora para interfaces bioelectrónicas adaptativas en la monitorización de la salud portátil.
• La tecnología permite una monitorización fiable del ECG y muestra potencial para la supervisión personalizada de la salud a través del análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca.