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Uma equipe de pesquisadores da Cal Tech liderada por Wei Gao, professor de engenharia biomédica, desenvolveu um sensor vestível que monitora os níveis de metabólitos e nutrientes no sangue de uma pessoa, analisando seu suor.Os sensores de suor anteriores tinham como alvo principalmente compostos que aparecem em altas concentrações, como eletrólitos, glicose e lactato.Este novo é mais sensível e detecta compostos do suor em concentrações muito mais baixas.Também é mais fácil de fabricar e pode ser produzido em massa.
O objetivo da equipe é criar um sensor que permita aos médicos monitorar continuamente a condição de pacientes com doenças como doenças cardiovasculares, diabetes e doenças renais, que colocam níveis anormais de nutrientes ou metabólitos na corrente sanguínea.Os pacientes estariam em melhor situação se o seu médico soubesse mais sobre as suas condições pessoais e este método evita testes que requerem agulhas e colheitas de sangue.
“Esses sensores de suor vestíveis poderiam capturar de forma rápida, contínua e não invasiva mudanças na saúde em níveis moleculares”, diz Gao.“Eles poderiam tornar possível o monitoramento personalizado, o diagnóstico precoce e a intervenção oportuna.”
O sensor depende de microfluídica que manipula pequenas quantidades de líquidos, geralmente através de canais com menos de um quarto de milímetro de largura.A microfluídica é ideal para uma aplicação porque minimiza a influência da evaporação do suor e da contaminação da pele na precisão do sensor.À medida que o suor recém-fornecido flui através dos microcanais do sensor, ele mede com precisão a composição do suor e captura mudanças nas concentrações ao longo do tempo.
Até agora, dizem Gao e seus colegas, os sensores vestíveis baseados em microfluidos eram fabricados principalmente com uma abordagem de evaporação de litografia, o que requer processos de fabricação complicados e caros.Sua equipe optou por fabricar seus biossensores com grafeno, uma forma de carbono em forma de folha.Tanto os sensores baseados em grafeno quanto os canais microfluídicos são criados gravando as folhas de plástico com um laser de dióxido de carbono, um dispositivo tão comum que está disponível para amadores domésticos.
A equipe de pesquisa projetou seu sensor para medir também as frequências respiratória e cardíaca, além dos níveis de ácido úrico e tirosina.A tirosina foi escolhida porque pode ser um indicador de distúrbios metabólicos, doenças hepáticas, distúrbios alimentares e condições neuropsiquiátricas.O ácido úrico foi escolhido porque, em níveis elevados, está associado à gota, uma doença articular dolorosa que está aumentando globalmente.A gota ocorre quando níveis elevados de ácido úrico no corpo começam a cristalizar nas articulações, principalmente nos pés, causando irritação e inflamação.
Para ver o desempenho dos sensores, os pesquisadores testaram-nos em indivíduos e pacientes saudáveis.Para verificar os níveis de tirosina no suor, que são influenciados pela aptidão física de uma pessoa, eles usaram dois grupos de pessoas: atletas treinados e indivíduos com aptidão física média.Como esperado, os sensores mostraram níveis mais baixos de tirosina no suor dos atletas.Para verificar os níveis de ácido úrico, os pesquisadores monitoraram o suor de um grupo de indivíduos saudáveis que estavam em jejum, e também após os participantes terem feito uma refeição rica em purinas – compostos alimentares que são metabolizados em ácido úrico.O sensor mostrou níveis de ácido úrico aumentando após a refeição.A equipe de Gao realizou um teste semelhante com pacientes com gota.O sensor mostrou que os níveis de ácido úrico eram muito mais elevados do que os de pessoas saudáveis.
Para verificar a precisão dos sensores, os pesquisadores coletaram e verificaram amostras de sangue de pacientes com gota e de indivíduos saudáveis.As medições dos níveis de ácido úrico dos sensores correlacionaram-se fortemente com os níveis dele no sangue.
Gao diz que a alta sensibilidade dos sensores, juntamente com a facilidade com que podem ser fabricados, significa que poderão eventualmente ser utilizados por pacientes em casa para monitorizar doenças como gota, diabetes e doenças cardiovasculares.Ter informações precisas em tempo real sobre sua saúde pode até permitir que os pacientes ajustem os níveis de medicação e a dieta conforme necessário.
Horário da postagem: 12 de dezembro de 2019