28/10/2019

Sensores de madeira para a sua pele

Redação do Diário da Saúde
Sensores de madeira para a sua pele
Usando uma impressora 3D, a "tinta" de nanocelulose é aplicada em uma placa de suporte. As partículas de prata fornecem a condutividade elétrica do material.
[Imagem: Empa]

Nanocelulose

A ideia de medir parâmetros relevantes para a nossa saúde através da pele já é algo estabelecido na prática médica. Pessoas com diabetes, por exemplo, podem determinar o nível de açúcar no sangue com um sensor, em vez de precisar dar uma picada no dedo.

Pesquisadores dos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA) criaram agora um sensor flexível para ser colocado na superfície da pele para medir sinais biomédicos, e que apresenta uma característica curiosa: Ele é totalmente biocompatível porque é feito de madeira.

Mais especificamente, o material usado para construir o sensor é a nanocelulose, a celulose da madeira na forma de cristais e fibras com dimensões na faixa dos nanômetros, ou milionésimos de metro. Com isso, não espere pela aparência tradicional de uma fatia de madeira, porque os nanocristais e as nanofibras de celulose adquirem uma consistência gelatinosa. Além da madeira, a nanocelulose pode ser fabricada a partir de bactérias, algas ou resíduos da produção agrícola.

Assim, a nanocelulose não é apenas relativamente fácil e sustentável de se obter: Suas propriedades mecânicas também a tornam uma espécie de "super pudim" totalmente biocompatível. Por exemplo, novos materiais compósitos à base de nanocelulose podem ser desenvolvidos que podem ser usados como dispositivos biomédicos, revestimentos de superfície, filmes de embalagens transparentes ou até para produzir objetos do cotidiano, como garrafas de bebidas.

Sensores de madeira

Para fabricar sensores biocompatíveis que possam medir valores metabólicos, os pesquisadores usaram a nanocelulose como uma "tinta" em uma impressora 3D. Para tornar os sensores eletricamente condutores, a tinta foi misturada com nanofios de prata. Os pesquisadores determinaram a proporção exata de fios de nanocelulose e prata para que uma rede tridimensional pudesse se formar e dar estrutura ao sensor.

"As nanofibras de celulose são flexíveis, semelhantes ao espaguete cozido, mas com um diâmetro de apenas 20 nanômetros e um comprimento de apenas alguns micrômetros," explicou o pesquisador Gilberto Siqueira.

Os protótipos são capazes de medir a concentração de íons de cálcio, potássio e amônia. Instalado na pele, o sensor eletroquímico envia as leituras por conexão sem fio para um computador para posterior processamento dos dados.

O minúsculo laboratório de bioquímica na pele mede apenas meio milímetro de espessura, e os pesquisadores já estão trabalhando em uma versão mais potente. "No futuro, queremos substituir as partículas de prata por outro material condutor, por exemplo, com base em compostos de carbono," explica Siqueira. "Isso tornaria o sensor médico de nanocelulose não apenas biocompatível, mas também completamente biodegradável."

Checagem com artigo científico:

Artigo: 3D Printed Disposable Wireless Ion Sensors with Biocompatible Cellulose Composites; (2019); doi:
Autores: Taeil Kim, Chao Bao, Michael Hausmann, Gilberto Siqueira, Tanja Zimmermann, Woo Soo Kim
Publicação: Advanced Electronic Materials
DOI: 10.1002/aelm.201800778

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