Facilitando o atendimento ao paciente:sensores de fraldas autoalimentados que monitoram os níveis de açúcar na urina

Em um estudo recente, cientistas da Tokyo University of Science (TUS) desenvolveram um novo sensor de fralda auto-alimentado que gera a eletricidade necessária diretamente da urina usando uma célula de biocombustível. O dispositivo proposto pode transmitir sem fio a concentração de glicose medida e notificar a presença de urina, ajudando a prevenir o diabetes e simplificando muito o atendimento ao paciente.

Graças à ciência e à medicina moderna, sabemos muito mais agora sobre os primeiros sinais de certas doenças e quais biomarcadores verificar. Mais importante ainda, temos os dispositivos e técnicas necessários para amostrar e analisar convenientemente esses biomarcadores em ambientes clínicos para que médicos, pacientes e cuidadores possam agir de acordo. No campo em constante evolução da tecnologia de saúde, os eletrônicos vestíveis e os biossensores são vistos como potenciais divisores de águas, pois permitem que tanto a equipe médica quanto as pessoas não médicas monitorem remotamente variáveis ​​corporais relevantes.

No caso específico do diabetes, o monitoramento dos níveis de açúcar no sangue é crucial. Felizmente, os níveis de açúcar na urina fornecem informações indiretas sobre os níveis de açúcar no sangue e podem ser usados ​​como um biomarcador alternativo para evitar a retirada constante de sangue. Os sensores podem ser incorporados diretamente em suas fraldas, para medir os níveis de açúcar na urina em idosos ou pacientes de cuidados prolongados. Ao transmitir sem fio os dados adquiridos, os sensores de fraldas podem simplificar muito as tarefas de cuidados e monitoramento da saúde. No entanto, tanto os sensores quanto os transmissores sem fio requerem uma fonte de energia para funcionar e colocar baterias em fraldas pode ser uma solução questionável do ponto de vista ambiental e prático.

Cientistas da TUS encontraram uma solução para este problema. Eles desenvolveram uma abordagem promissora para realizar sensores de fraldas autoalimentados que podem gerar energia diretamente da urina.

Mas como se gera eletricidade suficiente da urina para alimentar um sensor? A resposta está na eletroquímica. Os cientistas desenvolveram uma célula de biocombustível baseada em papel que, através de um par de reações de redução-oxidação, produz energia elétrica proporcional à quantidade de glicose na urina. Considerações importantes no projeto de tais células de biocombustível são a quantidade de urina necessária para gerar energia suficiente e a estabilidade geral e durabilidade do dispositivo. Com isso em mente, os cientistas desenvolveram um ânodo especial, o terminal negativo de uma célula eletroquímica, usando um processo conhecido como "polimerização de enxerto" que lhes permitiu ancorar firmemente enzimas reativas à glicose e moléculas mediadoras a uma camada de carbono porosa, que serviu como o material condutor de base.

"Além de monitorar a glicose no contexto do diabetes, sensores de fraldas podem ser usados ​​para verificar remotamente a presença de urina se você estocar açúcar como combustível com antecedência. Em hospitais ou locais de atendimento de enfermagem, onde potencialmente centenas de fraldas precisam ser verificadas periodicamente, o dispositivo proposto poderia tirar um grande peso dos ombros dos cuidadores", comentou o Dr. Isao Shitanda.

Em suma, o sensor que a equipe do Dr. Shitanda projetou pode não apenas prevenir o diabetes, mas também tornar o gerenciamento de fraldas mais eficiente e responsivo sem comprometer o meio ambiente. "Acreditamos que o conceito desenvolvido neste estudo pode se tornar uma ferramenta muito promissora para o desenvolvimento geral de biossensores portáteis autoalimentados", disse o Dr. Shitanda. Em suma, o sensor que a equipe projetou pode não apenas prevenir o diabetes, mas também tornar o gerenciamento de fraldas mais eficiente e responsivo sem comprometer o meio ambiente. “Acreditamos que o conceito desenvolvido neste estudo pode se tornar uma ferramenta muito promissora para o desenvolvimento geral de biossensores portáteis autoalimentados”, disse ele.