Sensor eletroquímico só precisa de uma gota de urina para estimar a quantidade de açúcar no organismo do paciente
IVAN CONTERNO
jornalista
Jornal da USP
Pesquisadores da USP e da Embrapa criaram um sensor capaz de detectar níveis de glicose na urina. Esse é o primeiro passo para monitorar a diabetes com base em outros fluidos como suor, saliva e lágrima, diminuindo a necessidade de perfurações na ponta dos dedos e idas aos centros de saúde.
Pessoas diabéticas precisam controlar o nível de açúcar no organismo continuamente. Normalmente essa aferição é feita em uma gota de sangue, com um pequeno furo no dedo. Com o novo método, basta uma gota de urina para medir o nível de glicose. A pesquisa é inicial, porém o sensor poderia ser conectado facilmente em um aparelho pequeno e de baixo custo.
A inovação foi desenvolvida por cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) e da unidade de pesquisa em instrumentação da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) em São Carlos, em estudo coordenado pelo professor Paulo A. Raymundo-Pereira, do IFSC.
A alternativa criada tem como vantagem não ser dolorosa e invasiva. A perspectiva agora é criar dispositivos conectados a centrais que acionem equipes de saúde quando houver riscos detectados.
A manta que serve como suporte é fabricada através de uma fiação com um sopro de ar comprimido, uma injeção de solução de ácido poliláctico e polietilenoglicol e um motor que coleta as fibras. Os sensores são impressos sobre o tecido por meio da deposição da tinta de carbono em telas de serigrafia, o mesmo processo usado para estampar camisetas e sacolinhas plásticas. Embora seja descartável, o material é totalmente biodegradável.
O método de produção das mantas de fibra de poliácido lático e polietilenoglicol foi desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), da Embrapa Instrumentação. A preparação usa a técnica de fiação por sopro de solução contendo uma mistura de polímeros com clorofórmio e acetona. Além de ser sustentável, o tecido é a prova de acúmulo de microrganismos.
O novo biossensor é flexível e foi capaz de detectar glicose tanto em urina sintética quanto a partir da coleta de um voluntário. Foi possível observar a substância até o limite mínimo de 0,000197 mol para cada litro de fluído. Esse nível é mais do que suficiente para a detecção de glicose na urina e em outros fluidos corporais, cuja concentração é cerca de cem vezes menor do que no sangue. A vantagem em relação a outros biossensores não invasivos é o seu baixo custo.
O estudo torna viável a construção de uma tira com sensores de 3 cm e com um gasto menor que US$ 0,25 por unidade, o equivalente a R$ 1,30 se considerarmos a taxa de câmbio média em 2022. Além disso, o biossensor apresenta resposta rápida e longo tempo de vida útil.
O biossensor suporta variações de acidez e de temperatura maiores que outros dispositivos. A novidade na arquitetura está na fixação direta da enzima nas fibras sem a deposição nos eletrodos.
A estratégia pode ser adaptada para medir concentrações de glicose na pele dos pacientes, através do suor. Os pesquisadores também esperam integrar o sensor a dispositivos móveis, armazenando as coletas em uma nuvem de dados que processe informações personalizadas.
A desospitalização possibilitada por equipamentos como esse é uma demanda crescente dos profissionais da saúde. Segundo o relatório de 2015 da Federação Internacional de Diabetes (IDF) previsão é de que 642 milhões de pessoas no mundo sejam diagnosticadas com diabetes até 2040. Em 2014, eram pouco mais que 422 milhões de pacientes nessa condição.
> O estudo foi publicado na edição de fevereiro de 2023 da revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering sob o título Flexible, Bifunctional Sensing Platform Made with Biodegradable Mats for Detecting Glucose in Urine.
IVAN CONTERNO
jornalista
Jornal da USP
Pesquisadores da USP e da Embrapa criaram um sensor capaz de detectar níveis de glicose na urina. Esse é o primeiro passo para monitorar a diabetes com base em outros fluidos como suor, saliva e lágrima, diminuindo a necessidade de perfurações na ponta dos dedos e idas aos centros de saúde.
Pessoas diabéticas precisam controlar o nível de açúcar no organismo continuamente. Normalmente essa aferição é feita em uma gota de sangue, com um pequeno furo no dedo. Com o novo método, basta uma gota de urina para medir o nível de glicose. A pesquisa é inicial, porém o sensor poderia ser conectado facilmente em um aparelho pequeno e de baixo custo.
A inovação foi desenvolvida por cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) e da unidade de pesquisa em instrumentação da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) em São Carlos, em estudo coordenado pelo professor Paulo A. Raymundo-Pereira, do IFSC.
A alternativa criada tem como vantagem não ser dolorosa e invasiva. A perspectiva agora é criar dispositivos conectados a centrais que acionem equipes de saúde quando houver riscos detectados.
Raymundo-Pereira explica que as pesquisas avançam em busca de medir esse e outros índices moleculares através de fluidos coletados sem a necessidade de agulhas.
“Hoje em dia isso é feito com os glicosímetros comprados em farmácias, porém é necessário fazer uma punção na ponta dos dedos para coletar uma gota de sangue. É um procedimento inconveniente e um pouco dolorido, principalmente para quem monitora várias vezes ao dia.”
Não precisar ir ao laboratório ou hospital para fazer exames também evita que pessoas em grupos de risco sejam expostas vírus e outras infecções.
Não precisar ir ao laboratório ou hospital para fazer exames também evita que pessoas em grupos de risco sejam expostas vírus e outras infecções.
“Os dispositivos que nós desenvolvemos para monitorar biomarcadores químicos que indicam status da saúde também poderiam ser acoplados a outros sistemas, diminuindo a necessidade de ida até o hospital”, diz o professor.
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Para medir a quantidade de glicose na urina, o mecanismo utiliza a enzima glicose oxidase, que quebra o açúcar em estruturas menores, liberando peróxido de hidrogênio. Assim, o sensor eletroquímico consegue medir a quantidade de peróxido formado e estimar a quantidade de açúcar no organismo do paciente. |
Nova técnica poderá detectar glicose na saliva e lágrima, além da urina |
A manta que serve como suporte é fabricada através de uma fiação com um sopro de ar comprimido, uma injeção de solução de ácido poliláctico e polietilenoglicol e um motor que coleta as fibras. Os sensores são impressos sobre o tecido por meio da deposição da tinta de carbono em telas de serigrafia, o mesmo processo usado para estampar camisetas e sacolinhas plásticas. Embora seja descartável, o material é totalmente biodegradável.
O método de produção das mantas de fibra de poliácido lático e polietilenoglicol foi desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), da Embrapa Instrumentação. A preparação usa a técnica de fiação por sopro de solução contendo uma mistura de polímeros com clorofórmio e acetona. Além de ser sustentável, o tecido é a prova de acúmulo de microrganismos.
O novo biossensor é flexível e foi capaz de detectar glicose tanto em urina sintética quanto a partir da coleta de um voluntário. Foi possível observar a substância até o limite mínimo de 0,000197 mol para cada litro de fluído. Esse nível é mais do que suficiente para a detecção de glicose na urina e em outros fluidos corporais, cuja concentração é cerca de cem vezes menor do que no sangue. A vantagem em relação a outros biossensores não invasivos é o seu baixo custo.
O estudo torna viável a construção de uma tira com sensores de 3 cm e com um gasto menor que US$ 0,25 por unidade, o equivalente a R$ 1,30 se considerarmos a taxa de câmbio média em 2022. Além disso, o biossensor apresenta resposta rápida e longo tempo de vida útil.
O biossensor suporta variações de acidez e de temperatura maiores que outros dispositivos. A novidade na arquitetura está na fixação direta da enzima nas fibras sem a deposição nos eletrodos.
A estratégia pode ser adaptada para medir concentrações de glicose na pele dos pacientes, através do suor. Os pesquisadores também esperam integrar o sensor a dispositivos móveis, armazenando as coletas em uma nuvem de dados que processe informações personalizadas.
A desospitalização possibilitada por equipamentos como esse é uma demanda crescente dos profissionais da saúde. Segundo o relatório de 2015 da Federação Internacional de Diabetes (IDF) previsão é de que 642 milhões de pessoas no mundo sejam diagnosticadas com diabetes até 2040. Em 2014, eram pouco mais que 422 milhões de pacientes nessa condição.
> O estudo foi publicado na edição de fevereiro de 2023 da revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering sob o título Flexible, Bifunctional Sensing Platform Made with Biodegradable Mats for Detecting Glucose in Urine.
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