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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 visavam principalmente compostos que aparecem em altas concentrações, como eletrólitos, glicose e lactato.Este novo é mais sensível e detecta compostos de suor em concentrações muito mais baixas.Também é mais fácil de fabricar e pode ser produzido em massa.
O objetivo da equipe é um sensor que permita aos médicos monitorar continuamente a condição de pacientes com doenças como doenças cardiovasculares, diabetes e doenças renais, todas as quais colocam níveis anormais de nutrientes ou metabólitos na corrente sanguínea.Os pacientes estariam melhor se seus médicos soubessem mais sobre suas condições pessoais e esse método evita testes que exigem agulhas e amostragem de sangue.
“Esses sensores de suor vestíveis podem capturar de forma rápida, contínua e não invasiva as mudanças na saúde em níveis moleculares”, diz Gao.“Eles poderiam tornar possível o monitoramento personalizado, o diagnóstico precoce e a intervenção oportuna.”
O sensor conta com microfluidos que manipulam 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 pelos microcanais do sensor, ele mede com precisão a composição do suor e captura as mudanças nas concentrações ao longo do tempo.
Até agora, dizem Gao e seus colegas, os sensores vestíveis baseados em microfluídicos eram fabricados principalmente com uma abordagem de evaporação de litografia, que requer processos de fabricação complicados e caros.Sua equipe optou por fazer seus biossensores de 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 altos níveis de ácido úrico no corpo começam a cristalizar nas articulações, principalmente nas dos pés, causando irritação e inflamação.
Para ver o desempenho dos sensores, os pesquisadores testaram 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 de condicionamento médio.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 estava em jejum e também após a ingestão de uma refeição rica em purinas – compostos dos alimentos que são metabolizados em ácido úrico.O sensor mostrou níveis de ácido úrico subindo após a refeição.A equipe de Gao realizou um teste semelhante com pacientes com gota.O sensor mostrou que seus níveis de ácido úrico eram muito mais altos 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 indivíduos saudáveis.As medidas dos sensores dos níveis de ácido úrico correlacionavam-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 eles podem eventualmente ser usados por pacientes em casa para monitorar condições como gota, diabetes e doenças cardiovasculares.Ter informações precisas em tempo real sobre sua saúde pode até permitir que os pacientes ajustem seus níveis de medicação e dieta conforme necessário.
Hora da postagem: 12 de dezembro de 2019