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Um monitor de saúde vestível desenvolvido por pesquisadores da Universidade Estadual de Washington pode medir com segurança os níveis de substâncias bioquímicas importantes no suor durante o exercício físico.
O monitor impresso em 3D poderá algum dia fornecer uma maneira simples e não invasiva de monitorar condições de saúde e diagnosticar doenças comuns, como diabetes, gota, doenças renais ou cardíacas.
Reportagem no jornal, Sensores ACSos pesquisadores conseguiram monitorar com precisão os níveis de glicose, lactato e ácido úrico dos voluntários, bem como a taxa de transpiração durante o exercício.
“O diabetes é um grande problema em todo o mundo”, disse Chuchu Chen, Ph.D. aluno e primeiro autor do artigo. “Acho que a impressão 3D pode fazer a diferença na área da saúde e queria ver se podemos combinar a impressão 3D com métodos de detecção de doenças para criar um dispositivo como este.”
Para o seu monitor de saúde de prova de conceito, os pesquisadores usaram a impressão 3D para fabricar os monitores de saúde em um processo de fabricação único e de uma única etapa. Os pesquisadores usaram um catalisador de átomo único e reações enzimáticas para melhorar o sinal e medir níveis baixos de biomarcadores. Três biossensores no monitor mudam de cor para indicar os níveis bioquímicos específicos.
O suor contém muitos metabólitos importantes que podem indicar problemas de saúde, mas, diferentemente da coleta de sangue, não é invasivo. Os níveis de ácido úrico no suor podem indicar o risco de desenvolver gota, doença renal ou cardíaca. Os níveis de glicose são usados para monitorar o diabetes e os níveis de lactato podem indicar a intensidade do exercício.
“A taxa de suor também é um parâmetro importante e um indicador fisiológico para a saúde das pessoas”, disse Kaiyan Qiu, professor assistente de Berry na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da WSU.
Mas a quantidade destes produtos químicos no suor é pequena e pode ser difícil de medir, observaram os pesquisadores. Embora outros sensores de suor tenham sido desenvolvidos, eles são complexos e precisam de equipamentos e conhecimentos especializados para serem fabricados. Os sensores também devem ser flexíveis e extensíveis.
“É uma novidade usar catalisadores de átomo único para aumentar a sensibilidade e a precisão do monitor de saúde”, disse Annie Du, professora pesquisadora da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da WSU. Qiu e Du lideraram o estudo.
O monitor de saúde desenvolvido pelos pesquisadores é feito de canais muito pequenos para medir a taxa de suor e a concentração de biomarcadores. Por serem fabricados por impressão 3D, os microcanais não necessitam de nenhuma estrutura de suporte, o que pode causar problemas de contaminação à medida que são removidos, disse Qiu.
“Precisamos medir as pequenas concentrações de biomarcadores, por isso não queremos que esses materiais de suporte estejam presentes ou que tenhamos que removê-los”, disse ele. “É por isso que estamos usando um método único para imprimir os canais microfluídicos autossustentáveis.”
Quando os pesquisadores compararam os monitores nos braços dos voluntários com os resultados do laboratório, descobriram que o monitor media com precisão e confiabilidade a concentração dos produtos químicos, bem como a taxa de transpiração.
Embora os investigadores tenham inicialmente escolhido três biomarcadores para medir, podem adicionar mais e os biomarcadores podem ser personalizados. Os monitores também eram confortáveis para os voluntários usarem.
Os pesquisadores estão agora trabalhando para melhorar ainda mais o design e a validação do dispositivo. Eles também esperam comercializar a tecnologia. O Escritório de Comercialização da WSU também apresentou um pedido provisório de patente para proteger a propriedade intelectual associada a esta tecnologia.
O trabalho foi financiado pela National Science Foundation e pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças, bem como por meio de fundos iniciais.
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