Biossensores transparentes embutidos em lentes de contato podem em breve permitir que médicos e pacientes monitorem os níveis de glicose no sangue e uma série de outros sinais indicadores de doença sem testes invasivos. Os cientistas dizem que as lentes com sensor biológico, baseado em tecnologia que levou ao desenvolvimento de smartphones com telas mais vivas, também pode ser usado para rastrear o uso de drogas ou servir como um sistema de detecção precoce de câncer e outras condições médicas graves.

Os pesquisadores apresentarão seus trabalhos hoje no 253º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS).

"Esses biossensores provavelmente não colocarão os laboratórios de sangue fora do mercado, "diz Gregory S. Herman, Ph.D. "Mas acho que podemos fazer muitos diagnósticos usando informações que podem ser extraídas de gotas de lágrima no olho."

Herman primeiro concebeu o uso de bio-sensoriamento enquanto trabalhava na indústria. Lá, ele e dois colegas inventaram um composto composto de óxido de índio, gálio e zinco (IGZO). Este semicondutor revolucionou a eletrônica, oferecendo aos consumidores telas de alta resolução em televisores, smartphones e tablets enquanto economiza energia e melhora a sensibilidade da tela de toque.

Depois que ele se mudou para a Oregon State University em 2009, Herman começou a investigar as aplicações biomédicas dessa tecnologia. Em particular, ele queria encontrar uma maneira de ajudar as pessoas com diabetes a monitorar continuamente seus níveis de glicose no sangue com mais eficiência, usando lentes de contato com sensores biológicos.

O monitoramento contínuo da glicose - em vez da abordagem de punção e teste - ajuda a reduzir o risco de problemas de saúde relacionados ao diabetes, Herman diz. Mas a maioria dos sistemas de monitoramento contínuo de glicose exige a inserção de eletrodos em vários locais sob a pele. Isso pode ser doloroso, e os eletrodos podem causar irritação ou infecções na pele.

Herman diz que as lentes de contato com sensor biológico podem eliminar muitos desses problemas e melhorar a conformidade, uma vez que os usuários podem substituí-las facilmente diariamente. E, ao contrário dos eletrodos na pele, eles são invisíveis, o que pode ajudar os usuários a se sentirem menos constrangidos ao usá-los.

Para testar essa ideia, Herman e seus colegas desenvolveram primeiro um método barato para fazer eletrônicos IGZO. Então, eles usaram a abordagem para fabricar um biossensor contendo uma folha transparente de transistores de efeito de campo IGZO e glicose oxidase, uma enzima que decompõe a glicose. Quando eles adicionaram glicose à mistura, a enzima oxidou o açúcar no sangue. Como resultado, o nível de pH na mistura mudou e, por sua vez, provocou mudanças na corrente elétrica que flui através do transistor IGZO.

Em biossensores convencionais, essas mudanças elétricas seriam usadas para medir as concentrações de glicose no fluido intersticial sob a pele do paciente. Mas as concentrações de glicose são muito mais baixas no olho. Portanto, quaisquer biossensores incorporados às lentes de contato precisarão ser muito mais sensíveis. Para resolver este problema, os pesquisadores criaram nanoestruturas dentro do biossensor IGZO que foram capazes de detectar concentrações de glicose muito mais baixas do que as encontradas nas lágrimas.

Em teoria, Herman diz mais de 2, 500 biossensores - cada um medindo uma função corporal diferente - poderiam ser incorporados em um patch quadrado de 1 milímetro de uma lente de contato IGZO. Assim que estiverem totalmente desenvolvidos, Herman diz, os biossensores podem transmitir informações vitais de saúde para smartphones e outros dispositivos Wi-Fi ou Bluetooth.

A equipe de Herman já usou o sistema IGZO em cateteres para medir o ácido úrico, um indicador chave da função renal, e está explorando a possibilidade de usá-lo para a detecção precoce de câncer e outras doenças graves. Contudo, Herman diz que pode levar um ano ou mais antes que um protótipo de lente de contato com sensor biológico esteja pronto para testes em animais.