O dispositivo transmite medições sem fio e pode ser aplicado perfeitamente na superfície externa dos têxteis – Strong The One

O notável nível de miniaturização possível na eletrônica moderna abriu caminho para a realização de dispositivos de saúde anteriormente confinados ao reino da ficção científica. Os sensores vestíveis são um exemplo proeminente disso. Como o nome sugere, esses dispositivos são usados ​​no corpo, geralmente diretamente na pele. Eles podem monitorar parâmetros corporais importantes, incluindo frequência cardíaca, pressão arterial e atividade muscular.

Alguns sensores vestíveis também podem detectar produtos químicos em fluidos corporais. Por exemplo, biossensores de suor podem medir a concentração de íons no suor, fornecendo informações sobre seus níveis no sangue. No entanto, projetar tais sensores químicos é mais complexo do que os sensores físicos. O contato direto entre um sensor químico vestível e a pele pode causar irritação e alergias. Por outro lado, se o sensor for fabricado diretamente em um tecido vestível, sua precisão diminui devido às irregularidades da superfície.

Em um estudo recente, uma equipe de pesquisa, liderada pelo professor associado Isao Shitanda, da Tokyo University of Science (TUS), no Japão, desenvolveu um biossensor de suor inovador que aborda os problemas mencionados acima. Seu trabalho, publicado online na ACS Sensors em 15 de junho de 2023, descreve o uso de uma técnica chamada “impressão por transferência de calor” para fixar um sensor de íons de cloreto fino e flexível em um substrato têxtil. O estudo foi co-autoria do Dr. Masahiro Motosuke, Dr. Tatsunori Suzuki, Dr. Shinya Yanagita e Dr. Takahiro Mukaimoto da TUS.

“O sensor proposto pode ser transferido para substratos de fibra e, portanto, pode ser incorporado a tecidos como camisetas, pulseiras e palmilhas”, explica o Dr. Shitanda. “Além disso, os indicadores de saúde, como a concentração de íons cloreto no suor, podem ser medidos simplesmente usando-os.”

A abordagem de impressão por transferência de calor oferece várias vantagens. Por um lado, o sensor é transferido para fora da peça de roupa, o que evita a irritação da pele. Além disso, o efeito de absorção do tecido ajuda a espalhar o suor uniformemente entre os eletrodos do sensor, criando um contato elétrico estável. Além disso, imprimir o sensor em uma superfície plana e depois transferi-lo evita a formação de bordas borradas que geralmente ocorrem ao imprimir diretamente em um tecido.

Os pesquisadores selecionaram cuidadosamente os materiais e mecanismos eletroquímicos do sensor para evitar o risco de uma reação alérgica ao usuário. Depois de desenvolver o sensor, eles realizaram vários experimentos usando suor artificial para verificar sua precisão na medição da concentração de íons cloreto. A mudança na força eletromotriz do sensor foi de -59,5 mTV/log C_Cl−. Além disso, exibiu uma resposta de Nernst e uma relação linear com a faixa de concentração de íons cloreto no suor humano. Além disso, nenhum outro íon ou substância tipicamente presente no suor interferiu nas medições.

Por fim, a equipe testou o sensor em um voluntário que se exercitou em uma bicicleta estática por 30 minutos, medindo sua taxa de transpiração, níveis de íons cloreto no sangue e osmolaridade da saliva a cada cinco minutos para comparar com os dados previamente coletados pelo sensor. O sensor vestível proposto pode medir com segurança a concentração de íons cloreto no suor.

O sensor também pode transmitir dados sem fio, tornando-o útil para monitoramento de saúde em tempo real. “Como o cloreto é o eletrólito mais abundante no suor humano, medir sua concentração fornece um excelente indicador do equilíbrio eletrolítico do corpo e uma ferramenta útil para o diagnóstico e prevenção de insolação”, comenta o Dr. Shitanda.

Esta pesquisa demonstra, assim, o potencial do uso de sensores de íons vestíveis para o monitoramento em tempo real de biomarcadores de suor, facilitando o desenvolvimento de cuidados de saúde personalizados e o gerenciamento de treinamento de atletas.