Uma nova tinta colorida e personalizável, desenvolvida por cientistas da Universidade Estadual da Pensilvânia (EUA), promete revolucionar os exames médicos. Aplicada direto na pele, ela se transforma em um sensor de biomonitoramento após secar. Esse material consegue ler os sinais elétricos do corpo humano e transformá-los em dados clínicos, monitorando o coração, os músculos e o cérebro de forma muito mais eficiente. A descoberta foi divulgada na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
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Dispositivos eletrônicos epidérmicos, conhecidos como tatuagens eletrônicas , já existem há mais de uma década. Essas estruturas aderem à pele sem a necessidade de adesivos convencionais, são praticamente imperceptíveis e costumam ser aplicadas como tatuagens temporárias. Compostos por polímeros ultrafinos com circuitos integrados, esses dispositivos permitem monitorar sinais elétricos e outras informações fisiológicas, como temperatura e deformação da pele.
Apesar dos avanços, as "e-tatuagens", como também são chamadas, ainda apresentam limitações importantes. Elas não funcionam adequadamente em superfícies muito curvas ou com pelos e, para cobrir áreas maiores do corpo, exigem projetos personalizados para posicionar os eletrodos, já que os biossinais são distribuídos por diferentes regiões. Diante desses desafios, os cientistas têm buscado alternativas mais versáteis e criativas.
Carmem Gilardoni, pesquisadora do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), apoiada pelo IDOR Ciência Pioneira, explica que a tinta funciona para captar os sinais elétricos produzidos naturalmente pelo organismo. O coração, os músculos e o cérebro geram pequenos impulsos elétricos continuamente, que precisam ser captados por sensores em contato direto com a pele e conduzidos até um equipamento capaz de registrá-los. "É justamente essa a função da tinta desenvolvida pelos autores do trabalho."
Depois de aplicada, a tinta seca rapidamente e forma um eletrodo extremamente fino, que funciona como um "fio" flexível capaz de captar esses sinais elétricos e transmiti-los a um pequeno dispositivo responsável pelas medições. Esse desempenho é resultado da combinação de diferentes componentes químicos. Um deles é o PEDOT:PSS, um polímero condutor que permite a transmissão dos sinais elétricos com pouca perda. Outro componente forma uma matriz flexível que se adapta às pequenas irregularidades da pele, proporcionando um contato mais eficiente do que o obtido com eletrodos convencionais. Além disso, a tinta cria uma estrutura porosa e respirável, permitindo que a pele transpire normalmente e preservando o funcionamento do eletrodo mesmo durante exercícios físicos ou em situações de transpiração intensa.
Segundo os autores do estudo, os sinais captados pela tatuagem eletrônica podem ser convertidos em diferentes exames médicos. A atividade elétrica do cérebro, por exemplo, é registrada pelo eletroencefalograma (EEG), utilizado para acompanhar o funcionamento das células nervosas e auxiliar na investigação de alterações neurológicas. Já os impulsos elétricos do coração dão origem ao eletrocardiograma (ECG). Nos músculos, os sinais são registrados pela eletromiografia (EMG), que analisa a atividade muscular e ajuda no diagnóstico de doenças que afetam nervos e movimentos.
Duas perguntas para
Carmem Gilardoni, pesquisadora do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) apoiada pelo IDOR Ciência Pioneira
Quando essa tecnologia poderá ser usada por pacientes fora dos laboratórios?
Ainda é cedo para dizer exatamente quando isso acontecerá. Neste estudo, os pesquisadores demonstraram que os eletrodos funcionam muito bem em testes realizados com voluntários, apresentando desempenho semelhante aos sensores comerciais e, em algumas situações, até mais estável durante movimentos e atividades do dia a dia. Os autores também já depositaram um pedido de patente, indicando que existe interesse em transformar essa pesquisa em uma tecnologia comercial. No entanto, antes que isso aconteça, ainda serão necessários estudos com um número muito maior de participantes para comprovar a segurança, a durabilidade e a confiabilidade do material em diferentes tipos de pacientes e condições de uso. Além disso, como acontece com qualquer dispositivo médico, será preciso obter aprovação dos órgãos reguladores antes que a tecnologia possa chegar aos hospitais e clínicas. Todo esse processo normalmente leva alguns anos.
Quais são os principais desafios para transformar essa pesquisa em um produto comercial?
Embora os resultados sejam bastante promissores, ainda há um caminho importante até que essa tecnologia possa ser utilizada rotineiramente em hospitais ou pelos próprios pacientes. O primeiro desafio é demonstrar que a tinta funciona de forma confiável em um número muito maior de pessoas e em diferentes situações do dia a dia. Os testes apresentados neste estudo envolveram poucos participantes, e será necessário confirmar que o desempenho continua bom em pacientes de diferentes idades, tipos de pele e condições clínicas. Outro desafio é a fabricação. A composição química da tinta precisa ser produzida em larga escala mantendo sempre a mesma qualidade e as mesmas propriedades elétricas e mecânicas. Também será necessário demonstrar que os eletrodos permanecem seguros durante usos repetidos e prolongados, além de desenvolver um processo simples para aplicação na rotina clínica.Como qualquer dispositivo médico, a tecnologia precisará passar pela avaliação dos órgãos reguladores antes de ser comercializada, um processo que normalmente leva vários anos. Por fim, a tinta precisará ser integrada aos equipamentos já utilizados para monitoramento médico, como eletrocardiógrafos e eletroencefalógrafos. Isso exige o desenvolvimento de processos de aplicação simples, reprodutíveis e compatíveis com a rotina clínica. Se esses desafios forem superados, essa tecnologia tem potencial para tornar o monitoramento de sinais elétricos do corpo mais confortável, mais preciso e menos restritivo para os pacientes.
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Carmem Gilardoni, pesquisadora do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) apoiada pelo IDOR Ciência Pioneira
Quando essa tecnologia poderá ser usada por pacientes fora dos laboratórios?
Ainda é cedo para dizer exatamente quando isso acontecerá. Neste estudo, os pesquisadores demonstraram que os eletrodos funcionam muito bem em testes realizados com voluntários, apresentando desempenho semelhante aos sensores comerciais e, em algumas situações, até mais estável durante movimentos e atividades do dia a dia. Os autores também já depositaram um pedido de patente, indicando que existe interesse em transformar essa pesquisa em uma tecnologia comercial. No entanto, antes que isso aconteça, ainda serão necessários estudos com um número muito maior de participantes para comprovar a segurança, a durabilidade e a confiabilidade do material em diferentes tipos de pacientes e condições de uso. Além disso, como acontece com qualquer dispositivo médico, será preciso obter aprovação dos órgãos reguladores antes que a tecnologia possa chegar aos hospitais e clínicas. Todo esse processo normalmente leva alguns anos.
Quais são os principais desafios para transformar essa pesquisa em um produto comercial?
Embora os resultados sejam bastante promissores, ainda há um caminho importante até que essa tecnologia possa ser utilizada rotineiramente em hospitais ou pelos próprios pacientes. O primeiro desafio é demonstrar que a tinta funciona de forma confiável em um número muito maior de pessoas e em diferentes situações do dia a dia. Os testes apresentados neste estudo envolveram poucos participantes, e será necessário confirmar que o desempenho continua bom em pacientes de diferentes idades, tipos de pele e condições clínicas. Outro desafio é a fabricação. A composição química da tinta precisa ser produzida em larga escala mantendo sempre a mesma qualidade e as mesmas propriedades elétricas e mecânicas. Também será necessário demonstrar que os eletrodos permanecem seguros durante usos repetidos e prolongados, além de desenvolver um processo simples para aplicação na rotina clínica.
Como qualquer dispositivo médico, a tecnologia precisará passar pela avaliação dos órgãos reguladores antes de ser comercializada, um processo que normalmente leva vários anos. Por fim, a tinta precisará ser integrada aos equipamentos já utilizados para monitoramento médico, como eletrocardiógrafos e eletroencefalógrafos. Isso exige o desenvolvimento de processos de aplicação simples, reprodutíveis e compatíveis com a rotina clínica. Se esses desafios forem superados, essa tecnologia tem potencial para tornar o monitoramento de sinais elétricos do corpo mais confortável, mais preciso e menos restritivo para os pacientes. (RL)