Dispositivos vestíveis e implantáveis ​​utilizam humanos como fonte de energia

Jun 17, 2023

3 de agosto de 2023 Por Rede de Contribuidores MDO Deixe um comentário

A bateria à base de glicose do MIT usa o açúcar do próprio corpo para gerar eletricidade, que poderia alimentar implantes e sensores. [Imagem cortesia do MIT]

Os dispositivos médicos e implantes vestíveis estão se tornando cada vez mais proeminentes em uma ampla gama de aplicações, como dispositivos de monitoramento de saúde e implantes biomédicos, que fornecem medições contínuas de biomarcadores e diagnósticos médicos. Com base no crescimento da população idosa e nos conhecimentos obtidos com a pandemia, a mudança para o desenvolvimento de wearables e biossensores aumentou a necessidade de monitorização da saúde em tempo real, medicina personalizada e tecnologia no local de prestação de cuidados (POCT).

Na última década, foram feitos avanços no desenvolvimento de dispositivos médicos e implantes de última geração, utilizando as tecnologias mais recentes que tornam seu uso barato e prontamente disponível. O que normalmente levava horas para testes de diagnóstico em uma instalação médica agora pode ser feito remotamente usando biossensores. À medida que mais serviços de saúde migrarem para a medicina personalizada, esses sensores se tornarão tão comuns quanto Fitbits e smartwatches. De acordo com um relatório da Facts & Factors, o mercado de tecnologia wearable ultrapassará US$ 380 bilhões até 2028, com uma taxa composta de crescimento anual de 18,5%.

Então, o que é tecnologia médica vestível? A maioria de nós já viu ou usou dispositivos que monitoram e coletam uma série de sinais vitais de saúde e regimes de exercícios e podem até enviar esses dados para profissionais de saúde em tempo real. Podem ser rastreadores de fitness e smartwatches, mas outros, como monitores de ECG vestíveis e sensores de pressão arterial, não são tão comuns. O dispositivo Move ECG da Withing, por exemplo, pode medir um eletrocardiograma e até detectar fibrilação atrial e, em seguida, enviar dados ao médico do usuário.

Em 2019, a Omron Health lançou o HeartGuide, um monitor oscilométrico de pressão arterial vestível. O relógio pode coletar e armazenar até 100 leituras, que podem ser transferidas para o aplicativo móvel HeartAdvisor para revisão, comparação e otimização do tratamento. Os biossensores também estão se tornando mais disponíveis e podem ser usados ​​na pele ou mesmo como implantes ou usados ​​na forma de pílula inteligente. O biossensor vestível da Philips, por exemplo, é um adesivo autoadesivo usado na pele e fornece diversos dados biométricos, incluindo movimento, frequência cardíaca, frequência respiratória e pressão arterial.

Os biossensores remontam a 1962, quando Leland Clark projetou um sensor de glicose baseado em um eletrodo de oxigênio, que era usado durante cirurgias cardiovasculares. Desde então, muitos avanços foram feitos no campo dos biossensores à medida que novas tecnologias se tornaram disponíveis. Biossensores são dispositivos bioanalíticos que fornecem informações analíticas quantitativas e semiquantitativas específicas, convertendo reações ou estímulos biológicos em sinais mensuráveis.

Esses sensores são compostos por três componentes principais: um componente de detecção biológica, um detector conectado ou componente transdutor e um sistema de processamento de sinal. Esse biocomponente pode ser uma enzima, um anticorpo, uma célula ou muitos outros, enquanto o transdutor é baseado no método de transdução, como eletroquímico, óptico, acústico ou calorimétrico. Num contexto biomédico, os biossensores necessitam de requisitos específicos antes de poderem ser utilizados internamente, sendo o primeiro a biocompatibilidade. Os sensores em aplicações de integração com a pele, por exemplo, precisam ser extensíveis, flexíveis e ultrafinos para se adaptarem à flexibilidade e ao movimento naturais do usuário.

Para tanto, existem fatores que apresentam problemas no desenvolvimento de wearables e biossensores médicos, principalmente aqueles que são implantáveis. No topo da lista está a fonte de energia, pois mesmo aqueles usados ​​internamente requerem baterias, que tendem a ser grandes e volumosas para sensores projetados para uso a longo prazo. A boa notícia é que cientistas e investigadores começaram a desenvolver sistemas de energia que utilizam tecnologias de recolha de energia, que poderiam alimentar esses biossensores quase indefinidamente.