Destaque

Pesquisadores desenvolvem dispositivo vestível não-invasivo para o monitoramento da glicose, sem a necessidade de agulhas

Fonte

Universidade Estadual da Pensilvânia

Data

sábado. 30 outubro 2021 15:45

Dispositivos de monitoramento de glicose não invasivos não estão disponíveis comercialmente, então pessoas com diabetes devem coletar amostras de sangue ou usar sensores sob a pele para medir seus níveis de açúcar no sangue. Agora, com um novo dispositivo vestível criado por pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos  Estados Unidos, o monitoramento pode ser feito de maneira não invasiva.

Liderados pelo Dr. Huanyu “Larry” Cheng, professor de Engenharia da Universidade Estadual da Pensilvânia, os pesquisadores publicaram os detalhes do sensor não invasivo e de baixo custo que pode detectar glicose no suor na revista científica Biosensors and Bioelectronics.

Os pesquisadores construíram o dispositivo primeiro com grafeno induzido por laser (LIG), um material que consiste em camadas de carbono com a espessura de um átomo em várias formas. Com alta condutividade elétrica e um tempo de fabricação conveniente de apenas alguns segundos, o LIG parecia ser uma estrutura ideal para o dispositivo de detecção – mas havia um problema. “O desafio aqui é que o LIG não é absolutamente sensível à glicose. Portanto, precisávamos depositar um material sensível à glicose no LIG”, explicou o Dr. Cheng.

A equipe escolheu o níquel por causa de sua robusta sensibilidade à glicose, de acordo com o pesquisador, e combinou-o com ouro para reduzir os riscos potenciais de uma reação alérgica. Os pesquisadores levantaram a hipótese de que o LIG equipado com a liga de níquel-ouro seria capaz de detectar baixas concentrações de glicose no suor da superfície da pele.

Um material com alta sensibilidade à glicose era uma prioridade. O suor exibe concentrações extremamente baixas de glicose em comparação com o sangue – mas, de acordo com o Dr. Cheng, há uma forte correlação entre os níveis de glicose no suor e no sangue. Embora a concentração de glicose no suor seja cerca de 100 vezes menor do que a concentração no sangue, o dispositivo da equipe é sensível o suficiente para medir com precisão a glicose no suor e refletir a concentração no sangue.

A sensibilidade da liga de níquel-ouro permitiu que a equipe do Dr. Cheng excluísse enzimas, que muitas vezes são usadas para medir a glicose em dispositivos mais invasivos e disponíveis comercialmente ou em monitores não invasivos propostos por outros pesquisadores. Essas enzimas, no entanto, podem se degradar rapidamente com o tempo e mudanças de temperatura.

“Um sensor enzimático deve ser mantido a uma determinada temperatura e pH, e a enzima não pode ser armazenada em longo prazo. Um sensor de glicose não enzimático, por outro lado, é vantajoso em termos de desempenho estável e sensibilidade à glicose, independentemente dessas alterações”, disse o Dr. Cheng.

Sensores não enzimáticos requerem solução alcalina, que pode danificar a pele e normalmente limita a capacidade de uso do dispositivo. Para resolver esse problema, o Dr. Cheng e sua equipe anexaram uma câmara microfluídica à liga LIG. Esta câmara é menor do que as configurações desenvolvidas anteriormente e porosa para permitir uma variedade de movimentos, como alongamento ou esmagamento. A câmara é conectada a uma entrada de coleta que passa o suor para a solução sem permitir que a solução toque a pele. A solução básica interage com as moléculas de glicose para produzir um composto que reage com a liga. Essa reação dispara um sinal elétrico, indicando a concentração de glicose no suor.

Com uma câmara de solução alcalina menor, todo o dispositivo tem um tamanho reduzido e é flexível o suficiente para manter uma fixação segura ao corpo humano, disse o Dr.Cheng.

Em um teste de prova de conceito, os pesquisadores usaram um adesivo seguro para a pele para prender o dispositivo reutilizável ao braço de uma pessoa uma hora e três horas após uma refeição. O voluntário realizou uma breve atividade física – apenas o suficiente para produzir suor – antes de cada medição. Poucos minutos depois de coletar o suor, os pesquisadores descobriram que a concentração de glicose detectada caiu da primeira medição para a próxima. As medições de glicose do dispositivo foram verificadas por medições feitas com um monitor de glicose disponível no mercado.

Os pesquisadores planejam melhorar o protótipo para aplicações futuras, incluindo abordar como os pacientes ou médicos podem usar o sensor para medições incrementais de glicose ou monitoramento contínuo para determinar as ações de tratamento, como a administração de insulina. Eles também pretendem refinar e expandir essa plataforma para um monitoramento mais confortável de outros biomarcadores que podem ser encontrados no suor ou nos fluidos intersticiais da pele.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Estadual da Pensilvânia (em inglês).

Fonte: Gabrielle Stewart, Universidade Estadual da Pensilvânia.

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