Existem várias coisas que não gostamos em ir ao médico:pagar um copagamento, sentado na sala de espera, revistas desatualizadas, pessoas doentes tossindo sem cobrir a boca. Para muitos, no entanto, a pior coisa da visita ao médico é ser picada por uma agulha. Os exames de sangue são uma forma comprovada de avaliar o que está acontecendo com seu corpo, mas o desconforto é inevitável. Ou talvez não, dizem cientistas do Caltech.

Em um novo artigo publicado em Nature Biotechnology , pesquisadores liderados por Wei Gao, professor assistente de engenharia médica, descrevem um sensor vestível de produção em massa que pode monitorar os níveis de metabólitos e nutrientes no sangue de uma pessoa, analisando seu suor. Sensores de suor desenvolvidos anteriormente têm como alvo principalmente compostos que aparecem em altas concentrações, como eletrólitos, glicose, e lactato. O sensor de suor de Gao é mais sensível do que os dispositivos atuais e pode detectar compostos de suor de concentrações muito mais baixas, além de ser mais fácil de fabricar, dizem os pesquisadores.

O desenvolvimento de tais sensores permitiria aos médicos monitorar continuamente a condição de pacientes com doenças como doenças cardiovasculares, diabetes, ou doença renal, todos resultando em níveis anormais de nutrientes ou metabólitos na corrente sanguínea. Os pacientes se beneficiariam em ter seu médico melhor informado sobre sua condição, ao mesmo tempo, evita encontros invasivos e dolorosos com agulhas hipodérmicas.

"Esses sensores de suor vestíveis têm o potencial de rapidamente, continuamente, e capturar de forma não invasiva as mudanças na saúde em níveis moleculares, "Diz Gao." Eles poderiam permitir o monitoramento personalizado, diagnóstico precoce, e intervenção oportuna. "

O trabalho de Gao está focado no desenvolvimento de dispositivos baseados em microfluídica, um nome para tecnologias que manipulam pequenas quantidades de líquidos, geralmente através de canais com menos de um quarto de milímetro de largura. Os microfluídicos são ideais para uma aplicação desse tipo porque minimizam a influência da evaporação do suor e da contaminação da pele na precisão da detecção. Conforme o suor recém-fornecido flui através dos microcanais, o dispositivo pode fazer medições mais precisas de suor e pode capturar mudanças temporais nas concentrações.

Até agora, Gao e seus colegas dizem, sensores vestíveis com base microfluídica foram principalmente fabricados com um processo de evaporação de litografia, que requer processos de fabricação complicados e caros. Sua equipe optou por fazer seus biossensores de grafeno, uma forma de carbono semelhante a uma folha. Ambos os sensores baseados em grafeno e os minúsculos canais microfluídicos são criados gravando as folhas de plástico com um laser de dióxido de carbono, um dispositivo que agora é tão comum que está disponível para entusiastas domésticos.

A equipe de pesquisa optou por ter seu sensor medindo a frequência respiratória, frequência cardíaca, e níveis de ácido úrico e tirosina. A tirosina foi escolhida porque pode ser um indicador de distúrbios metabólicos, doença hepática, distúrbios alimentares, e condições neuropsiquiátricas. O ácido úrico foi escolhido porque, em níveis elevados, está associado à gota, uma condição dolorosa nas articulações que está aumentando globalmente. A gota ocorre quando altos níveis de ácido úrico no corpo começam a se cristalizar nas articulações, particularmente aqueles dos pés, causando irritação e inflamação.

Para ver o desempenho dos sensores, os pesquisadores realizaram uma série de testes com indivíduos e pacientes saudáveis. Para verificar os níveis de tirosina no suor, que são influenciados pela aptidão física de uma pessoa, eles usaram dois grupos de pessoas:atletas treinados e indivíduos de condicionamento físico médio. Como esperado, os sensores mostraram níveis mais baixos de tirosina no suor dos atletas. Para verificar os níveis de ácido úrico, eles pegaram um grupo de indivíduos saudáveis ​​e monitoraram seu suor enquanto jejuavam, bem como depois de comerem uma refeição rica em purinas, compostos dos alimentos que são metabolizados em ácido úrico. O sensor mostrou que os níveis de ácido úrico aumentaram após a refeição. A equipe de Gao também realizou um teste semelhante com pacientes com gota. Seus níveis de ácido úrico, o sensor mostrou, eram muito maiores do que as de pessoas saudáveis.

Para verificar a precisão dos sensores, os pesquisadores também coletaram amostras de sangue de pacientes com gota e indivíduos saudáveis. As medições dos sensores dos níveis de ácido úrico estão fortemente correlacionadas com os níveis do composto no sangue.

Gao diz que a alta sensibilidade dos sensores, junto com a facilidade com que podem ser fabricados, significa que eles podem eventualmente ser usados ​​por pacientes em casa para monitorar condições como a gota, diabetes, e doenças cardiovasculares. Ter informações precisas em tempo real sobre sua saúde pode até permitir que um paciente ajuste seus próprios níveis de medicação e dieta conforme necessário.

"Considerando que nutrientes e metabólitos circulantes anormais estão relacionados a uma série de condições de saúde, as informações coletadas de tais sensores vestíveis serão inestimáveis ​​para pesquisa e tratamento médico, "Gao diz.

O artigo que descreve a pesquisa, intitulado, "Um sensor vestível gravado a laser para detecção sensível de ácido úrico e tirosina no suor, "aparece na edição de 25 de novembro da Nature Biotechnology .