Londres e o National Physical Laboratory (NPL) usaram com sucesso microondas para medir moléculas baseadas no sangue que são influenciadas pela desidratação.

Os pesquisadores agora procuram desenvolver a tecnologia em um dispositivo vestível que possa ser usado por atletas, ou em ambientes de saúde, para monitorar a hidratação em tempo real.

Para o estudo, a equipe de pesquisa utilizou um sistema de medição baseado em microondas, desenvolvido por NPL, para examinar mudanças em sais e proteínas, como hematócrito e albumina, que estão presentes no sangue e são influenciados pela desidratação.

Eles descobriram que eram capazes de medir com precisão os níveis desses biomarcadores usando tecnologia de sensor dielétrico que registrava a absorção de microondas por meio de diferentes soluções de sangue.

Dra. Tina Chowdhury, Palestrante sênior em medicina regenerativa no Queen Mary, disse:"A próxima etapa é transformar o sensor de micro-ondas em um sistema não invasivo, dispositivo vestível que rastreará os biomarcadores de desidratação associados em tempo real. Esperamos que os dispositivos sejam uma forma portátil e confiável para que os atletas detectem a desidratação, e no futuro, precisaremos investigar a adequação de nosso dispositivo protótipo atual para garantir que funcione para atletas durante exercícios moderados a extenuantes.

"No entanto, as aplicações dessa tecnologia não se limitam apenas à comunidade esportiva. A capacidade de rastrear moléculas e proteínas importantes no sangue humano, que são sinais bem conhecidos de desidratação, também é importante para os ambientes de saúde. "

Usando microondas para monitorar a desidratação

A desidratação é um problema contínuo no setor de saúde e pode levar à falência de múltiplos órgãos, e até morte em pacientes. O NHS estima custos de cerca de £ 13 bilhões no Reino Unido devido à desnutrição, que causa desidratação.

Os métodos atuais usados ​​para avaliar a hidratação podem ser demorados, frequentemente envolvendo a preparação e análise de amostras de urina ou sangue que não podem ser reutilizadas para testes adicionais.

Outros dispositivos não invasivos que medem ativamente a hidratação foram propostos; Contudo, a maioria depende do uso de sensores químicos para detectar moléculas em fluidos corporais, como suor ou plasma. Esse tipo de abordagem só é capaz de fornecer uma estimativa dos níveis de hidratação e pode ser influenciado pelos atributos físicos e comportamentos diários do indivíduo.

Um dos benefícios de usar dielétricos de micro-ondas é a capacidade de medir vários fatores simultaneamente a partir de uma única amostra.

Dr. Rob Donnan, Leitor em Terahertz Engineering no Queen Mary, disse:"Adaptar a instrumentação de micro-ondas convencional ao estudo biológico requer um pensamento cuidadoso para que dados significativos sejam obtidos. Este trabalho começou a fazer isso e esperamos desenvolvimentos que podem levar a um sensor de patch viável para medir o quão hidratado uma pessoa está."

Desenvolvendo um simples, aparelho portátil

A pesquisa baseia-se no trabalho anterior do Dr. Richard Dudley e da Dra. Mira Naftaly do NPL, que desenvolveu um dispositivo vestível chamado Sensor de Hidratação, que usa microondas para monitorar a hidratação medindo os níveis de água no corpo.

A equipe usará a tecnologia Sensor de Hidratação, que se conecta através do lóbulo da orelha, para transformar o sistema de sensor de micro-ondas em um sistema simples, dispositivo portátil que pode rastrear biomarcadores selecionados de desidratação ao longo do tempo.

Dr. Richard Dudley, Líder da área de ciências no NPL, disse:"O desenvolvimento de nosso dispositivo de monitoramento de hidratação corporal foi travado por dois desafios; uma relação quantificável entre medição de sangue e microondas, e um dispositivo de medição que tem bom contato com um sujeito e permanece estável por pelo menos uma hora.

"Trabalhar com o Queen Mary nos ajudou a resolver o primeiro e agora estamos trabalhando com confiança para criar uma solução para o segundo. Nossa ambição é ver nossos 'dispositivos de hidratação' vendidos junto com monitores de frequência cardíaca e sistemas de pressão arterial."