p Diferente das contrapartes inorgânicas como o silício, semicondutores orgânicos podem operar sob flexão ou alongamento. Normalmente, um filme mais fino pode ter maior capacidade de dobrar. Além de dobrar, um dispositivo mais fino ou menor também pode oferecer um tempo de resposta mais rápido, o que é particularmente importante para a aplicação do sensor se informações imediatas forem necessárias. Esses sensores ultraflexíveis são áreas de pesquisa muito populares e suas aplicações abrangem eletrônicos, detecção inteligente e etc. p Recentemente, uma equipe de pesquisa da Universidade de Hong Kong (HKU) liderada pelo Dr. Paddy Chan Kwok-leung do Departamento de Engenharia Mecânica, em colaboração com o Professor Gilberto Leung Ka-kit (Professor de Neurociência Clínica de Tsang Wing-Hing) e o Dr. Anderson Tsang Chun-on de Cirurgia, e o Professor Xu Aimin do Departamento de Farmacologia e Farmácia, desenvolveram um sensor de proteína C reativa (CRP) integrado a um cateter médico para detecção direta de CRP (Figura 1). Este sensor orgânico tem uma espessura total inferior a um micrômetro (~ 1/50 de cabelo humano asiático), o que pode economizar significativamente o tempo de coleta de amostra e dados, de algumas horas a 10 minutos ou menos. Em outras palavras, o teste e a cura da inflamação podem ser acelerados em 30 vezes. A leitura do sinal em tempo real tem um grande potencial para permitir que os médicos tomem as ações imediatas necessárias.

p Este dispositivo eletrônico orgânico mecanicamente flexível desenvolvido pela equipe do Dr. Chan, como uma demonstração de conceito, é medir a informação biológica em tempo real. Este dispositivo pode detectar o nível de CRP até 1ug / mL, e, portanto, mais suficiente para desviar o estado de saúde dos pacientes. A descoberta da pesquisa foi publicada recentemente no jornal Ciência Avançada .

p O nível de CRP no sangue é um indicador importante que reflete o nível de inflamação dos pacientes. Atualmente é testado por análises de sangue que não podem fornecer informações em tempo real dos pacientes. A fim de monitorar continuamente algumas proteínas ou níveis de biomarcadores no corpo humano, a abordagem comum é realizar análises de sangue regulares a cada certo período de tempo. Contudo, ainda precisaria de horas ou mais para concluir um teste e nenhuma informação em tempo real pode ser fornecida. O atual dispositivo orgânico desenvolvido pela equipe do Dr. Chan pode medir as informações biológicas em tempo real com muito pouco volume de amostra.

p No passado, desenvolver um dispositivo ultrafino com menos de 1 mm (~ 1/50 de cabelo humano asiático) de espessura, de modo a permitir uma aplicação conformada e flexível, suas fabricações eram muito desafiadoras. Esses dispositivos ultrafinos são fáceis de amassar e quebrar durante os processos de deposição e transferência. A deposição da camada de encapsulamento para proteger o dispositivo sob condições operacionais extremas, como alta temperatura, umidade, e etc é outro obstáculo.

p O sensor CRP desenvolvido pela equipe de pesquisa da HKU é apenas um exemplo para demonstrar o conceito dos dispositivos ultrafinos. Outros sensores, como neurotransmissor, e sensores de bactérias também podem ser usados. Além da alta sensibilidade e tempo de resposta rápido, outra grande conquista deste dispositivo sensor ultrafino e ultraflexível é sua compatibilidade com os processos de esterilização padrão adaptados nos hospitais. A equipe do Dr. Chan desenvolveu uma camada de encapsulamento CTYOP "semelhante a uma cápsula" que permite que o dispositivo resista a alta pressão, temperatura e umidade ambiente. Ao usar uma cápsula CYTOP com apenas 250 nm, este dispositivo pode suportar água fervente ou vapor quente por mais de 30 minutos sem apresentar degradação de desempenho (Figura 2). Esta compatibilidade de esterilização torna o dispositivo uma ferramenta apropriada para ser usado junto com instrumentos cirúrgicos em salas de operação que requerem ambiente asséptico.

p Para transferir os sensores para diferentes dispositivos médicos, um Ph.D. aluno da equipe do Dr. Chan, Sr. Ji Xudong, adaptou um substrato de plástico de camada dupla hidrofílico-hidrofóbico que pode ser facilmente destacado do suporte de vidro uma vez em contato com a água. Essas propriedades flutuantes tornam a transferência dos sensores para diferentes substratos ou objetos muito mais simples e mais importante, o dispositivo não mostra degradação de desempenho após a transferência entre assuntos diferentes (Figura 3).

p No futuro, Dr. Chan e sua equipe irão aumentar ainda mais o poder de detecção dos dispositivos, integrando neurotransmissores e sensores de pressão ao cateter. A equipe também desenvolverá uma plataforma de sensores para os testes clínicos em animais. Além do sensor CRP para o sangue, a equipe também planeja medir outros biomarcadores, especialmente os neurotransmissores ou outras informações do líquido cefalorraquidiano, que podem fornecer informações valiosas em tempo real dos pacientes que sofrem de traumatismo craniano ou derrames. A equipe entre HKU Engenharia e Medicina também tem como objetivo desenvolver um sistema de big data para medir e monitorar continuamente várias informações biomédicas valiosas do cérebro ou de outras partes do corpo. Assim que os dados estiverem disponíveis, utilizando esses sensores de baixo custo, a equipe espera que os sinais medidos em tempo real possam permitir que os médicos tomem ações imediatas para curar os pacientes.