Adesivo Flexível para Pescoço: Primeiro Wearable All-in-One para Monitoramento Contínuo de Pressão Arterial, Frequência Cardíaca e Bioquímica

Engenheiros desenvolveram um adesivo de pele macio e elástico que pode ser usado no pescoço para monitorar continuamente a pressão arterial e a frequência cardíaca, enquanto mede os níveis de glicose, lactato, álcool ou cafeína do usuário. É o primeiro dispositivo vestível que monitora sinais cardiovasculares e múltiplos níveis bioquímicos no corpo humano ao mesmo tempo.

Este tipo de wearable pode ser usado por pessoas com condições médicas subjacentes para monitorar sua própria saúde regularmente. Também pode ser usado para monitoramento remoto de pacientes, especialmente durante a pandemia de COVID-19, quando as pessoas minimizam visitas presenciais a profissionais de saúde.

Sensores completamente diferentes são integrados em uma única plataforma pequena como um selo. Cada sensor fornece uma imagem separada de uma mudança física ou química. Integrá-los todos em um adesivo vestível permite que essas diferentes imagens sejam usadas juntas para obter uma visão mais abrangente do que está acontecendo no corpo.

O adesivo é uma folha fina de polímeros elásticos que se adaptam à pele. É equipado com um sensor de pressão arterial e dois sensores químicos — um que mede níveis de lactato (biomarcador de esforço físico), cafeína e álcool no suor, e outro que mede níveis de glicose no fluido intersticial. O adesivo é capaz de medir três parâmetros de uma vez, um de cada sensor: pressão arterial, glicose e lactato, álcool ou cafeína.

O sensor de pressão arterial fica próximo ao centro do adesivo. Consiste em um conjunto de pequenos transdutores de ultrassom soldados ao adesivo por tinta condutiva. Uma tensão aplicada aos transdutores faz com que eles enviem ondas de ultrassom para o corpo. Quando as ondas de ultrassom ricocheteiam em uma artéria, o sensor detecta os ecos e traduz os sinais em uma leitura de pressão arterial.

Os sensores químicos são dois eletrodos impressos em tela no adesivo a partir de tinta condutiva. O eletrodo que detecta lactato, cafeína e álcool é impresso no lado direito do adesivo; funciona liberando um fármaco chamado pilocarpina na pele para induzir suor e detectar as substâncias químicas no suor. O outro eletrodo, que detecta glicose, é impresso no lado esquerdo; funciona passando uma corrente elétrica suave pela pele para liberar fluido intersticial e medir a glicose nesse fluido.

Em testes, os sujeitos usaram o adesivo no pescoço enquanto realizavam várias combinações das seguintes tarefas: exercício em bicicleta ergométrica, ingestão de refeição rica em açúcar, consumo de bebida alcoólica e consumo de bebida com cafeína. As medições do adesivo corresponderam de perto às coletadas por dispositivos de monitoramento comerciais, como manguito de pressão arterial, medidor de lactato no sangue, glicômetro e bafômetro.

Um dos maiores desafios na fabricação do adesivo foi eliminar interferência entre os sinais dos sensores. Para isso, os pesquisadores tiveram que descobrir o espaçamento ideal entre o sensor de pressão arterial e os sensores químicos. Descobriram que um centímetro de espaçamento resolveu o problema, mantendo o dispositivo o menor possível.

Também tiveram que descobrir como proteger fisicamente os sensores químicos do sensor de pressão arterial. Este normalmente vem equipado com gel de ultrassom líquido para produzir leituras claras. Mas os sensores químicos também têm seus próprios hidrogéis e, se qualquer gel líquido do sensor de pressão arterial vazar e entrar em contato com os outros géis, causará interferência entre os sensores. Em vez disso, os pesquisadores usaram um gel de ultrassom sólido que funciona tão bem quanto a versão líquida, mas sem vazamento.

O trabalho contínuo inclui encolher a eletrônica do sensor de pressão arterial. Atualmente, o sensor precisa ser conectado a uma fonte de energia e a uma máquina de bancada para exibir suas leituras. O objetivo final é colocar tudo isso no adesivo e torná-lo sem fio.