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Um monitor de saúde vestível desenvolvido por pesquisadores da Universidade Estadual de Washington pode medir de forma confiável os níveis de bioquímicos importantes no suor durante o exercício físico. O monitor impresso em 3D poderia algum dia fornecer uma maneira simples e não invasiva de rastrear condições de saúde e diagnosticar doenças comuns, como diabetes, gota, doença renal ou doença cardíaca. Relatando na revista ACS Sensors, os pesquisadores foram capazes de monitorar com precisão os níveis de glicose, lactato e ácido úrico dos voluntários, bem como a taxa de sudorese durante o exercício.
“O diabetes é um grande problema em todo o mundo”, disse Chuchu Chen, estudante de doutorado da WSU e primeiro autor do artigo. “Acho que a impressão 3D pode fazer a diferença para os campos da saúde, e eu queria ver se podemos combinar a impressão 3D com métodos de detecção de doenças para criar um dispositivo como este.” Para seu monitor de integridade de prova de conceito, os pesquisadores usaram a impressão 3D para fazer os monitores de saúde em um processo de fabricação único e de uma etapa. Os pesquisadores usaram um catalisador de átomo único e reações enzimáticas para melhorar o sinal e medir os baixos níveis dos biomarcadores. Três biossensores no monitor mudam de cor para indicar os níveis bioquímicos específicos.
O suor contém muitos metabólitos importantes que podem indicar condições de saúde, mas, ao contrário da amostragem de sangue, não é invasivo. Os níveis de ácido úrico no suor podem indicar o risco de desenvolver gota, doença renal ou doença cardíaca. Os níveis de glicose são usados para monitorar o diabetes, e os níveis de lactato podem indicar intensidade de exercício. “A taxa de suor também é um parâmetro importante e um indicador fisiológico para a saúde das pessoas”, disse Kaiyan Qiu, professor assistente da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da WSU. Mas a quantidade desses 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 especializados e experiência para fabricar. Os sensores também têm que ser flexíveis e esticáveis. “É novo usar catalisadores de átomo único para melhorar a sensibilidade e a precisão do monitor de saúde”, disse Annie Du, professora de pesquisa da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da WSU. Qiu e Du lideraram o estudo. O monitor de saúde que os pesquisadores desenvolveram é feito de canais muito pequenos para medir a taxa de suor e a concentração de biomarcadores. Como estão sendo fabricados por meio de impressão 3D, os microcanais não precisam de nenhuma estrutura de suporte, o que pode causar problemas de contaminação à medida que são removidos.
“Precisamos medir as pequenas concentrações de biomarcadores, então não queremos que esses materiais de suporte estejam presentes ou tenham que removê-los”, disse ele. “É por isso que estamos usando um método exclusivo para imprimir os canais microfluídicos autoportantes.” Quando os pesquisadores compararam os monitores nos braços dos voluntários com os resultados de laboratório, descobriram que seu monitor estava medindo com precisão e confiabilidade a concentração dos produtos químicos, bem como a taxa de sudorese.
Embora os pesquisadores inicialmente tenham escolhido três biomarcadores para medir, eles podem adicionar mais, e eles podem ser personalizados. Os monitores também eram confortáveis para os voluntários usarem. Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar ainda mais o design e a validação do dispositivo. Eles também esperam comercializar a tecnologia. O WSU Office of Commercialization também entrou com um pedido de patente provisório para proteger a propriedade intelectual associada a essa tecnologia.
