Uma equipe de engenheiros e médicos da Universidade de Minnesota Twin Cities projetou um dispositivo médico de detecção de luz impresso em 3D exclusivo que é colocado diretamente na pele e fornece feedback em tempo real para correlacionar a exposição à luz com surtos de doenças. O dispositivo pode ajudar milhões de pessoas em todo o mundo com lúpus e outras doenças sensíveis à luz, fornecendo acesso a tratamentos e informações mais personalizados para determinar o que causa seus sintomas.
A pesquisa foi publicada em Advanced Science , uma revista científica de acesso aberto premium interdisciplinar. Os pesquisadores também registraram uma patente do dispositivo e a tecnologia está disponível para licenciamento.

De acordo com a Lupus Foundation of America, cerca de 1,5 milhão de americanos e pelo menos 5 milhões de pessoas em todo o mundo têm uma forma de lúpus. A sensibilidade à luz é comum em pessoas com lúpus, com 40 a 70% das pessoas com lúpus descobrindo que sua doença é agravada pela exposição à luz solar ou mesmo à luz artificial em ambientes fechados. Os sintomas desses surtos para pacientes com lúpus incluem erupções cutâneas, dores nas articulações e fadiga.

"Eu trato muitos pacientes com lúpus ou doenças relacionadas e, clinicamente, é um desafio prever quando os sintomas dos pacientes vão piorar", disse o dermatologista da Faculdade de Medicina da Universidade de Minnesota, Dr. David Pearson e co-autor do estudo. “Sabemos que a luz ultravioleta e, em alguns casos, a luz visível, podem causar surtos de sintomas – tanto na pele quanto internamente – mas nem sempre sabemos quais combinações de comprimentos de onda de luz estão contribuindo para os sintomas”.

Pearson tinha ouvido falar sobre a inovadora impressão 3D personalizada de dispositivos vestíveis desenvolvidos pelo professor de engenharia mecânica da Universidade de Minnesota Michael McAlpine e sua equipe e entrou em contato com ele para colaborar na busca de uma solução para seu problema.

O grupo de pesquisa de McAlpine trabalhou com Pearson para desenvolver um primeiro dispositivo totalmente impresso em 3D com um detector de luz UV-visível flexível que poderia ser colocado na pele. O dispositivo é integrado a um console portátil personalizado para monitorar e correlacionar continuamente a exposição à luz aos sintomas.

“Esta pesquisa se baseia em nosso trabalho anterior, onde desenvolvemos um dispositivo emissor de luz totalmente impresso em 3D, mas desta vez, em vez de emitir luz, está recebendo luz”, disse McAlpine, co-autor do estudo e professor da Kuhrmeyer Family Chair em Departamento de Engenharia Mecânica. “A luz é convertida em sinais elétricos para medi-la, que no futuro podem ser correlacionados com os sintomas do paciente”.

McAlpine disse que desenvolver o dispositivo, no entanto, não foi tarefa fácil. O dispositivo impresso em 3D consiste em várias camadas de materiais impressos em uma base de silicone biocompatível. As camadas incluem eletrodos e filtros ópticos. Os filtros podem ser trocados dependendo do comprimento de onda da luz que precisa ser avaliada. A equipe de pesquisa também usou óxido de zinco para coletar a luz ultravioleta (UV) e convertê-la em sinais elétricos. O dispositivo é montado na pele e um console personalizado é anexado para capturar e armazenar os dados.

A equipe de pesquisa recebeu aprovação para começar a testar o dispositivo em seres humanos e em breve começará a inscrever participantes no estudo.

"Sabemos que esses dispositivos funcionam no laboratório, mas nosso próximo passo é realmente colocá-los nas mãos dos pacientes para ver como eles funcionam na vida real", disse Pearson. "Podemos entregá-los aos participantes e rastrear a que luz eles foram expostos e determinar como podemos prever os sintomas. Também continuaremos os testes em laboratório para melhorar o dispositivo".

McAlpine e Pearson disseram que o processo de impressão 3D é relativamente de baixo custo e pode um dia fornecer acesso fácil e rápido ao dispositivo sem os caros processos de fabricação dos dispositivos tradicionais.

"Não há outro dispositivo como este agora com esse potencial de personalização e fabricação tão fácil", disse Pearson. "O sonho seria ter uma dessas impressoras 3D bem no meu consultório. Eu poderia ver um paciente e avaliar quais comprimentos de onda de luz queremos avaliar. Então eu poderia imprimir para o paciente e dar a ele. ser 100% personalizado de acordo com suas necessidades. É para lá que está indo o futuro da medicina." + Explorar mais

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