Um wearable movido a suor tem o potencial de tornar o monitoramento contínuo e personalizado da saúde tão fácil quanto usar um Band-Aid. Engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram um envoltório eletrônico para os dedos que monitora níveis químicos vitais — como glicose, vitaminas e até mesmo medicamentos — presentes no mesmo suor da ponta do dedo do qual ele deriva sua energia.
O adiantamento foi publicado em 3 de setembro em Eletrônica da Natureza pelo grupo de pesquisa de Joseph Wang, professor do Departamento de Engenharia Química e Nanoengenharia da Família Aiiso Yufeng Li na UC San Diego.
O dispositivo, que se enrola confortavelmente ao redor do dedo, extrai energia de uma fonte improvável — o suor da ponta do dedo. As pontas dos dedos, apesar do seu tamanho pequeno, estão entre os produtores de suor mais prolíficos do corpo, cada uma com mais de mil glândulas sudoríparas. Essas glândulas podem produzir de 100 a 1000 vezes mais suor do que a maioria das outras áreas do corpo, mesmo durante o repouso. Esse gotejamento constante de transpiração natural — sem nenhum estímulo ou atividade física — oferece uma fonte de energia confiável, abastecendo o dispositivo mesmo durante períodos de inatividade ou sono.
O dispositivo é construído a partir de vários componentes eletrônicos impressos em um material de polímero fino, flexível e extensível. Seu design permite que ele se adapte ao dedo, sendo durável o suficiente para suportar repetidas flexões, alongamentos e movimentos. “Ele é baseado em uma notável integração de componentes de coleta e armazenamento de energia, com múltiplos biossensores em um microcanal fluídico, junto com o controlador eletrônico correspondente, tudo na ponta do dedo”, disse Wang.
No centro de sua operação estão as células de biocombustível que são posicionadas onde o dispositivo entra em contato com a ponta do dedo. Essas células foram especialmente projetadas para coletar e converter eficientemente produtos químicos do suor em eletricidade. Essa eletricidade é armazenada em um par de baterias elásticas de cloreto de prata-zinco, que alimentam um conjunto de sensores — quatro no total — cada um encarregado de monitorar um biomarcador específico: glicose, vitamina C, lactato e levodopa, um medicamento usado para tratar a doença de Parkinson. À medida que o suor é absorvido por minúsculos canais microfluídicos de papel para esses sensores, o dispositivo analisa os níveis de biomarcadores, tudo isso enquanto extrai a energia necessária do próprio suor que está coletando. Um pequeno chip processa sinais dos sensores e transmite sem fio os dados via Bluetooth de baixa energia para um aplicativo de smartphone ou laptop personalizado.
“Este é o monitoramento automático da saúde na ponta dos seus dedos”, disse o coautor do estudo Shichao Ding, um pesquisador de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Wang na Jacobs School of Engineering da UC San Diego. “O usuário pode estar descansando ou dormindo, e o dispositivo ainda pode coletar energia e rastrear os níveis de biomarcadores.”
Em testes, um sujeito usou o dispositivo durante o dia para monitorar os níveis de glicose durante as refeições, os níveis de lactato durante o trabalho de mesa e exercícios, os níveis de vitamina C ao beber suco de laranja e os níveis de levodopa após comer favas, uma fonte natural do composto.
Ding e o coautor Tamoghna Saha dizem que o dispositivo pode ser personalizado para atender às necessidades individuais de saúde, detectando diferentes conjuntos de biomarcadores. Os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de um sistema de circuito fechado que não apenas monitora biomarcadores, mas também administra tratamentos com base nos dados coletados. Por exemplo, no caso do diabetes, esse dispositivo poderia monitorar continuamente os níveis de glicose e administrar insulina automaticamente conforme necessário, e então avaliar a eficácia do tratamento monitorando ainda mais os níveis de biomarcadores.
“Energia autônoma, detecção e tratamento, tudo em um único dispositivo — esse é o objetivo final”, disse Ding.
