Figura 1. Imagens esquemáticas e correspondentes dos dispositivos eletroquímicos híbridos GP e microagulhas de entrega de drogas termorresponsivas. Crédito:IBS
Uma equipe científica do Centro de Pesquisa de Nanopartículas do IBS criou um adesivo baseado em GP vestível que permite o monitoramento preciso do diabetes e a terapia de feedback usando suor humano. Os pesquisadores melhoraram as capacidades de detecção do dispositivo integrando materiais eletroquimicamente ativos e funcionais suaves no híbrido de grafeno dopado com ouro e uma malha de ouro em forma de serpentina. As funções de monitoramento de pH e temperatura do dispositivo permitem correções sistemáticas das medições de glicose no suor, pois o sensor de glicose baseado em enzimas é afetado pelo pH (níveis de acidez do sangue) e temperatura.
Diabetes e regulação dos níveis de glicose
A insulina é produzida no pâncreas e regula o uso de glicose, manter um equilíbrio nos níveis de açúcar no sangue. O diabetes causa um desequilíbrio:quantidades insuficientes de insulina resultam em níveis elevados de glicose no sangue, conhecido como hiperglicemia. O diabetes tipo 2 é a forma mais comum de diabetes sem cura conhecida. Afeta cerca de 3 milhões de coreanos, com o número aumentando devido aos padrões alimentares e ao envelhecimento da sociedade. Os tratamentos atuais disponíveis para diabéticos são dolorosos, inconveniente e caro; Visitas regulares a um médico e kits de teste domiciliar são necessários para registrar os níveis de glicose. Os pacientes também precisam injetar injeções de insulina desconfortáveis para regular os níveis de glicose. Há uma necessidade significativa de métodos não invasivos, sem dor, e monitoramento sem estresse de marcadores importantes de diabetes usando dispositivos portáteis multifuncionais. O dispositivo IBS facilita isso e, portanto, reduz os ciclos longos e caros de visitas a médicos e farmácias.
Componentes do dispositivo vestível à base de grafeno
Figura 2. Imagem óptica da matriz de dispositivo eletroquímico híbrido GP na pele humana Crédito:IBS
KIM Dae-Hyeong, um cientista do Center for Nanoparticle Research, descreve a vasta gama de componentes:"Nosso dispositivo portátil baseado em GP é capaz não apenas de monitorar glicose e pH com base no suor, mas também controlar a administração transcutânea de drogas por meio de microagulhas responsivas à temperatura. A medição precisa das concentrações de glicose no suor é usada para estimar os níveis de glicose no sangue de um paciente. O dispositivo mantém sua sensibilidade original após vários usos, permitindo, assim, vários tratamentos. A conexão do dispositivo a uma fonte de alimentação portátil / sem fio e unidade de transmissão de dados permite o tratamento de diabetes no ponto de atendimento. "O professor passou a descrever como o dispositivo funciona, "O adesivo é aplicado na pele onde o monitoramento da glicose à base de suor começa na geração de suor. O sensor de umidade monitora o aumento da umidade relativa (UR). Demora em média 15 minutos para a camada de absorção de suor do adesivo coletar suar e atingir uma UR acima de 80%, momento em que as medições de glicose e pH são iniciadas. "
Méritos do dispositivo e administração do medicamento
O dispositivo mostra avanços dramáticos em relação aos métodos de tratamento atuais, permitindo tratamentos não invasivos. Durante a pesquisa da equipe, dois homens saudáveis participaram de testes para demonstrar a detecção de glicose baseada no suor do dispositivo. Os níveis de glicose e pH de ambos os assuntos foram registrados; uma análise estatística confirmou a correlação confiável entre os dados de glicose no suor do patch de diabetes e os de testes comerciais de glicose. Se níveis anormalmente altos de glicose forem detectados, um medicamento é liberado na corrente sanguínea de um paciente por meio de microagulhas carregadas com medicamento. O maleável, a aparência semitransparente de pele do dispositivo GP fornece contato fácil e confortável com a pele humana, permitindo que os sensores não sejam afetados por quaisquer deformações da pele. Isso permite um sensoriamento estável e uma administração eficiente do medicamento.
Figura 3. Demonstração do sistema vestível de monitoramento e terapia do diabetes in vivo. Crédito:IBS
A equipe científica também demonstrou os efeitos terapêuticos por meio de experimentos em camundongos diabéticos (db / db). O tratamento começou aplicando o dispositivo próximo ao abdômen do mouse db. Microagulhas perfuraram a pele do camundongo e liberaram metformina, uma droga reguladora da insulina, na corrente sanguínea. O grupo tratado com microagulhas apresentou uma supressão significativa das concentrações de glicose no sangue em relação aos grupos de controle. "É fácil substituir as microagulhas usadas por novas. O tratamento com metformina pela pele é mais eficiente do que pelo sistema digestivo porque a droga é introduzida diretamente na circulação metabólica através da pele, "comentou KIM Dae-Hyeong. Ele continuou:" Esses avanços usando nanomateriais e dispositivos fornecem novas oportunidades para o tratamento de doenças crônicas como diabetes. "
