Revolucionando Cuidados: Sensores de Fralda Autoalimentados Detectam Glicose na Urina Sem Fio

Em um estudo recente, cientistas da Universidade de Ciências de Tóquio (TUS) desenvolveram um novo sensor de fralda autoalimentado que gera a eletricidade necessária diretamente da urina usando uma célula de combustível biológica. O dispositivo proposto pode transmitir sem fio a concentração de glicose medida e notificar a presença de urina, ajudando a prevenir diabetes e simplificar muito o cuidado de pacientes.

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

No caso específico de diabetes, monitorar níveis de açúcar no sangue é crucial. Felizmente, níveis de açúcar na urina fornecem informação indireta sobre níveis de açúcar no sangue e podem ser usados como biomarcador alternativo para evitar coletas constantes de sangue. Sensores podem ser embutidos diretamente em suas fraldas, para medir níveis de açúcar na urina em pacientes idosos ou de cuidados de longo prazo. Transmitindo os dados adquiridos sem fio, sensores de fralda podem simplificar muito tarefas de cuidado e monitoramento de saúde. No entanto, tanto sensores quanto 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 desenvolveram uma solução para este problema. Eles desenvolveram uma abordagem promissora para realizar sensores de fralda autoalimentados que podem gerar energia diretamente da urina.

Mas como gerar eletricidade suficiente da urina para alimentar um sensor? A resposta está na eletroquímica. Os cientistas desenvolveram uma célula de combustível biológica baseada em papel que, através de um par de reações de redução-oxidação, produz potência elétrica proporcional à quantidade de glicose na urina. Considerações importantes no design de tais células de combustível biológicas são a quantidade de urina necessária para gerar potência suficiente e a estabilidade e durabilidade geral 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 por enxerto" que permitiu ancorar firmemente enzimas reativas à glicose e moléculas mediadoras a uma camada de carbono poroso, que serviu como material condutor base.

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

Em resumo, o sensor que a equipe do Dr. Shitanda engenheirou pode não apenas prevenir diabetes, mas também tornar o gerenciamento de fraldas mais eficiente e responsivo sem comprometer o meio ambiente. "Acreditamos que o conceito desenvolvido neste estudo poderia se tornar uma ferramenta muito promissora para o desenvolvimento geral de biosensores vestíveis autoalimentados", disse Dr. Shitanda.