Adesivo Flexível de Suor Detecta Múltiplos Marcadores de Saúde em Tempo Real

Engenheiros criaram um adesivo de detecção eletrônica flexível que pode ser costurado em roupas para analisar suor por múltiplos marcadores. O adesivo pode ser usado para diagnosticar e monitorar condições de saúde agudas e crônicas ou monitorar saúde durante desempenho atlético ou no local de trabalho. O dispositivo consiste de fios de detecção especiais, componentes eletrônicos flexíveis e conectividade sem fio para aquisição, armazenamento e processamento de dados em tempo real.

Monitores de saúde de consumidores típicos podem rastrear frequência cardíaca, temperatura, glicose, distância percorrida e outras medidas brutas; no entanto, um entendimento mais detalhado da saúde, estresse e desempenho de um indivíduo é necessário para coleta de dados médicos ou aplicações atléticas ou militares de alto desempenho. Em particular, marcadores metabólicos, como eletrólitos e outras moléculas biológicas, fornecem um indicador mais direto da saúde humana para avaliação precisa de desempenho atlético, segurança no local de trabalho, diagnóstico clínico e gerenciamento de condições crônicas de saúde.

O dispositivo adesivo realiza medições em tempo real de biomarcadores importantes presentes no suor, incluindo íons de sódio e amônio (eletrólitos), lactato (um metabólito) e acidez (pH). A plataforma do dispositivo também pode incorporar uma ampla gama de sensores capazes de rastrear quase todos os marcadores presentes no suor. As medições realizadas podem ter aplicações diagnósticas úteis: sódio do suor pode indicar status de hidratação e desequilíbrio eletrolítico no corpo; concentração de lactato pode ser um indicador de fadiga muscular; níveis de íon cloreto podem ser usados para diagnosticar e monitorar fibrose cística; e cortisol, um hormônio do estresse, pode ser usado para avaliar estresse emocional, bem como funções metabólicas e imunes. Atletas poderiam monitorar uma ampla gama de marcadores durante esforço físico para auxiliar na previsão de picos ou quedas de desempenho durante competições.

A capacidade de integrar os sensores em roupas é possível por fios flexíveis revestidos com tintas condutivas. Diferentes revestimentos alteram a funcionalidade dos fios; por exemplo, lactato pode ser detectado revestindo um fio com material de detecção enzimática incorporando a enzima lactato oxidase. Um fio de detecção de pH é revestido com polianilina que responde à acidez, e assim por diante. A matriz de sensores de fio é integrada em roupas ou um adesivo e conectada a um módulo de circuito miniatura e microprocessador, com capacidade sem fio para comunicar com um smartphone.

Pesquisadores testaram o dispositivo em sujeitos humanos, monitorando sua resposta de eletrólitos e metabólitos durante exercício de esforço máximo em bicicletas estacionárias. Os sensores foram capazes de detectar variação nos níveis de analitos à medida que subiam e desciam, dentro de intervalos de 5 a 30 segundos — suficiente para a maioria das necessidades de rastreamento em tempo real. O estudo estabeleceu que o sensor foi capaz de detectar padrões consistentes de expressão de analitos que poderiam ser usados para futuros estudos identificando estas correlações.