Cientistas de Manchester desenvolveram um novo tipo de sensor vestível que pode monitorar com precisão sua respiração, mesmo as menores alterações nos processos de expiração e inspiração. Esta inovação, descrita num estudo publicado em Advanced Materials , abre caminho para uma melhor monitorização da saúde e das doenças respiratórias.

O sensor, baseado em um material 2D chamado nitreto de boro hexagonal (h-BN), é significativamente mais sensível e preciso do que os projetos anteriores. Ele pode detectar variações até mesmo sutis nos padrões respiratórios, como aqueles causados ​​pela asma ou apnéia do sono.

“Nosso sensor é como um microfone altamente preciso para sua respiração”, diz a autora principal, Prof. Cinzia Casiraghi, pesquisadora da Universidade de Manchester. “Ele pode detectar as menores alterações no fluxo de ar, fornecendo informações fisiológicas valiosas sobre um indivíduo, por exemplo, relacionadas às suas condições cardíacas, neurológicas e pulmonares, bem como a certos tipos de doenças”.

Como funciona

O material ativo no sensor é feito de uma tinta hexagonal de nitreto de boro, que foi projetada pela química supramolecular para fornecer maior sensibilidade às moléculas de água. A tinta é depositada entre os eletrodos na forma de uma película fina e então um campo elétrico alternado é aplicado aos eletrodos.

Quando você inspira e expira, o sinal elétrico do filme muda com base na umidade local, mostrando um “formato de V” característico associado ao ciclo respiratório completo. As alterações na forma de V podem, portanto, ser atribuídas a alterações no processo expiratório-inspirador, por exemplo, devido a tosse, febre, coriza e nariz entupido.

O novo sensor tem diversas vantagens sobre as tecnologias existentes. É mais sensível, o que significa que pode detectar pequenas alterações na respiração. Também é mais rápido, com tempo de resposta de apenas milissegundos. E não é afetado pela temperatura ou outros fatores ambientais, o que o torna mais confiável para uso no mundo real. Além disso, pode ser facilmente integrado em máscaras faciais.

Aplicações potenciais

Os investigadores acreditam que o seu sensor tem o potencial de revolucionar a forma como monitorizamos a saúde respiratória e pode ser usado para monitorizar a eficácia dos tratamentos respiratórios.

“Este sensor tem o potencial de fazer uma diferença real na vida de pessoas com problemas respiratórios”, diz o Dr. Liming Chen, pós-doutorado no grupo Casiraghi que trabalhou neste projeto. "Isso poderia nos ajudar a diagnosticar doenças mais cedo, acompanhar a progressão das doenças e ajudar a fazer planos de tratamento personalizados."

Os investigadores estão agora a trabalhar na extensão da tecnologia para alcançar elevada sensibilidade e selectividade em relação a biomarcadores seleccionados encontrados no hálito que estão associados a doenças, por exemplo, a amónia respiratória.

Eles esperam ver a sua tecnologia nas mãos de pacientes e prestadores de cuidados de saúde num futuro próximo.

Mais informações: Liming Chen et al, Sensores Vestíveis para Monitoramento da Respiração Baseados em Tintas Hexagonais de Nitreto de Boro à Base de Água Feitos com Funcionalização Supramolecular, Materiais Avançados (2024). DOI:10.1002/adma.202312621
Informações do diário: Materiais Avançados

Fornecido pela Universidade de Manchester