Sungbong Kim, Roozbeh Ghaffari, John A. Rogers
Principais vantagens
- Os cientistas construíram um dispositivo sensor de suor na forma de um adesivo fino, flexível e à prova d'água.
- O dispositivo pode analisar o suor em busca de produtos bioquímicos como cortisol, glicose, vitamina C e cloro.
- Ele pode medir os principais marcadores fisiológicos para ajudar as pessoas a monitorar a saúde, o atletismo e até mesmo o desempenho militar.
Apenas uma gota de suor pode revelar muito sobre o corpo de uma pessoa. Agora, entender alguns componentes-chave de sua bioquímica pode ser tão fácil quanto colocar um adesivo e passar perto de seu smartphone.
Em um artigo publicado esta semana emProceedings of the National Academy of Sciences, uma equipe de pesquisadores anunciou o desenvolvimento de patches finos e flexíveis que podem coletar e analisar pequenas quantidades de suor em tempo real.
“Os sistemas microfluídicos suaves que capturam, armazenam e realizam análises de biomarcadores de volumes de microlitro de suor, in situ, à medida que emerge da superfície da pele, representam uma classe emergente de tecnologia vestível com recursos poderosos que complementam aqueles dos dispositivos de detecção biofísica tradicionais ”, Escrevem os autores do artigo.
Este adesivo usa uma química de mudança de cor para medir os níveis do usuário de glicose, lactato, cloro, cortisol e muito mais. Isso pode ajudar a avaliar vários componentes da saúde de uma pessoa, como seu nível de hidratação e estresse.
“O que estamos tentando fazer é desenvolver um conjunto de tecnologias que podem ser processadas na forma de um adesivo”, coautor John Rogers, PhD, professor de engenharia biomédica, ciência dos materiais e cirurgia neurológica na Northwestern University, diz VeryWell. “Este é um tipo de marca d'água alta para nós em termos de escopo de funcionalidade em um dispositivo desse tipo.”
O que isso significa para você
Em breve, os adesivos adesivos estarão disponíveis aos consumidores para uso em esportes e nutrição. Dispositivos de detecção de suor têm a capacidade de testar várias métricas de saúde e podem ser integrados em vestíveis como smartwatches em breve.
Como funciona o patch
O exame de sangue é o método mais comum de captura de informações sobre certos produtos bioquímicos importantes, como sódio, potássio, cloreto e ureia. No entanto, esse processo é invasivo, pois requer picar a pele ou penetrá-la com uma seringa. Isso o torna menos atraente como um processo de rotina.
O suor, por outro lado, pode ser coletado da superfície da pele sem nenhuma ação invasiva. E contém uma série de produtos bioquímicos que são úteis para compreender e moldar os resultados de saúde.
Historicamente, coletar suor era particularmente desafiador. Às vezes, envolvia raspá-la da pele com uma ferramenta semelhante a um rodo. Ao raspar a pele, materiais como células da pele, sujeira e óleo podem poluir acidentalmente a amostra.
Este novo dispositivo usa tecnologia microfluídica para direcionar pequenas quantidades de suor através de pequenos canais, válvulas e reservatórios no patch. Quando o suor é liberado dos poros da pele, ele viaja por essas vias e interage com os testes - componentes para medir a composição dos produtos químicos do suor. Esse adesivo estacionário não apenas garante que a amostra de suor esteja intacta, mas também permite que ela seja analisada em tempo real.
“Essas plataformas microfluídicas mudaram os protocolos que você pode usar para estudar o suor”, diz Rogers, que também é o diretor fundador do Centro de Eletrônica Biointegrada.
As manchas são relativamente imperceptíveis para o usuário. Uma razão para seu tamanho pequeno e estrutura flexível é que o patch não contém uma bateria volumosa. Em vez disso, é alimentado por interações com smartphones.
Aproveitando a tecnologia de comunicação de curto alcance que permite funções como pagamentos sem fio, o patch e o smartphone podem trocar energia e informações com eficácia. O patch recebe energia sem fio usando ondas de rádio do telefone, e informações sobre o suor - como quanto foi coletado e sua composição química - são comunicadas de volta ao telefone.
O dispositivo deve estar próximo a um smartphone para funcionar, o que significa que o usuário deve passar o telefone próximo ao patch para receber energia. Mas, diz Rogers, os cientistas poderiam desenvolver um dispositivo com uma antena maior que pudesse ser instalada em algo como uma bicicleta ergométrica para obter uma leitura mais contínua.
O que o suor pode nos dizer
A natureza não invasiva da coleta de suor pode ser muito útil, especialmente para pessoas que dependem de exames de sangue de rotina para medir seu estado de saúde.
“A desvantagem é que ninguém sabe muito sobre o suor”, diz Rogers. “Ele tem esses componentes químicos - isso é conhecido. Mas como ele se compara ao sangue é uma questão de pesquisa interessante e estamos bem no meio disso. ”
Seu grupo de pesquisa está trabalhando com uma equipe de cardiologistas do Hospital Infantil Lurie em Chicago para entender melhor como os biomarcadores no suor se comparam aos do sangue. Por exemplo, tanto o suor quanto o sangue contêm glicose. Os pesquisadores vão medir os níveis em ambas as amostras e avaliar se e como os dois estão correlacionados, a fim de tornar os sensores de suor mais precisos e úteis.
Medir como o cortisol, bem como a glicose e a vitamina C, são liberados no corpo através do suor também pode fornecer informações sobre a saúde mental e o estresse físico do usuário. O cortisol é liberado em resposta a estressores físicos e mentais e pode desencadear o consumo de glicose quando o corpo entra em uma resposta de luta ou fuga. Além disso, os níveis aumentados de cortisol estão associados a condições como obesidade, diabetes, hipertensão e depressão.
Os autores têm esperança de que rastrear esses compostos bioquímicos através do suor levará a uma maior compreensão de como o cortisol, a glicose e a vitamina C interagem.
Como os dispositivos sensores de suor serão usados
Os modelos atuais de smartwatch, como o Apple Watch e o Fitbit, incluem ferramentas para medir a frequência cardíaca, o movimento e os níveis de oxigênio no sangue. Para avançar além dessas medições físicas, a adição de um sensor de suor permitiria aos usuários rastrear propriedades bioquímicas e seu impacto na saúde do usuário também.
"Tenho a sensação de que, eventualmente, esses grandes jogadores no mercado vão assumir a detecção do suor porque não é invasivo", disse Tolga Kaya, PhD, diretor dos programas de engenharia da Sacred Heart University em Connecticut, à Verywell. “Depois de implementá-lo em seus relógios, ele ficará maior.”
Com base na pesquisa de Rogers e sua equipe, Gatorade desenvolveu o patch GX Sweat. O produto é uma versão simplificada do descrito no estudo e testa apenas fatores relevantes para os atletas, como hidratação e níveis de eletrólitos.
O produto foi anunciado por meio de um comercial durante o intervalo do jogo NBA All-Star em fevereiro e estará disponível nas lojas de artigos esportivos no próximo ano. O patch também cruzou para o reino virtual como um produto na versão mais recente do videogame NBA 2K.
Essa tecnologia tem vários usos nas esferas do atletismo e nutrição, incluindo o rastreamento da perda de suor e dos níveis de eletrólitos.
“Você pode dizer se alguém está hidratado ou desidratado em tempo real, o que é muito útil porque quando você percebe que está com sede ou desidratado, já é tarde demais para trazê-lo de volta”, diz Tolga, que não é afiliado ao Artigo da Northwestern. “Você perde desempenho mental, desempenho físico muito rapidamente.”
Rogers e Tolga dizem que esses dispositivos também podem ser úteis para os militares. Para melhor manter a saúde do pessoal de serviço, adesivos como esses podem avaliar seus níveis de hidratação e cortisol para garantir o máximo desempenho físico e mental.
À medida que os cientistas aprendem como projetar dispositivos que coexistem com sistemas vivos, há espaço para possibilidades incríveis. De dispositivos implantáveis para o cérebro a patches para monitorar a saúde neonatal, Rogers diz que há muitas maneiras de novas ferramentas nos ajudarem a entender melhor nossa biologia básica.
“É um espaço muito rico e amplo para fazer pesquisas acadêmicas orientadas para a descoberta”, diz Rogers. “É uma espécie de ciência com consequências, em certo sentido. Se você desenvolver um entendimento, poderá ser capaz de criar as bases para tecnologias que podem transformar a maneira como fazemos saúde com benefícios diretos e melhores resultados para os pacientes, custos reduzidos e capacidade de implantação em áreas empobrecidas do planeta. ”
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