Cientistas no Japão desenvolveram um sensor baseado em papel equipado com uma série de microagulhas extremamente pequenas, que eles dizem que podem penetrar sem dor na pele humana como um método rápido e fácil de conduzir testes de diagnóstico para condições como pré-diabetes.
As microagulhas são picos superminúsculos tão pequenos que são medidos em micrômetros (um milésimo de milímetro), projetadas para perfurar apenas a camada mais externa da pele, não alcançando os nervos sensoriais que ficam mais profundamente na derme.
Por causa dessa penetração rasa e sua fácil aplicação por meio de adesivos, as microagulhas mostram uma promessa revolucionária para certos aspectos da administração de medicamentos, incluindo coisas como vacinas contra gripe e insulina, e até desempenharam um pequeno papel no desenvolvimento de vacinas para o coronavírus.
As dimensões únicas das microagulhas vão muito além das drogas convencionais.
Essas pequenas pontas são tão pequenas que podem nos ajudar a injetar coisas em casos em que as agulhas convencionais seriam impraticáveis ou impossíveis: como administrar medicamentos em plantas ou direto no olho. Podemos até ser capazes de usá-los para dissolver o excesso de gordura corporal, o que pode ser a forma artificial mais indolor de perder peso até o momento.
Embora as possibilidades de injeções sejam empolgantes, outro campo de pesquisa está explorando o potencial diagnóstico das microagulhas para detectar doenças que podem já estar presentes, que é o foco da nova pesquisa japonesa.
Em um estudo recente liderado pelo pesquisador sênior e engenheiro de microagulhas Beomjoon Kim da Universidade de Tóquio, a equipe investigou como fazer uma matriz de microagulhas que pudesse analisar de forma rápida e fácil o fluido intersticial (ISF) na epiderme, com o objetivo de diminuir nossa confiança em agulhas hipodérmicas convencionais, que são muito mais invasivas e dolorosas e requerem treinamento para uso.
“Superamos esse problema desenvolvendo uma maneira de combinar microagulhas porosas com sensores baseados em papel”, diz Kim.
“O resultado é de baixo custo, descartável e não requer instrumentos adicionais.”
Para fazer seu sensor de microagulha, a equipe derramou uma mistura derretida de um polímero biodegradável e sal em cavidades em forma de cone, bem como despejar massa em uma bandeja de cupcake.
Depois de solidificadas, as microagulhas foram tratadas com uma solução que as deixou porosas, removendo o conteúdo de sal e, em seguida, fixadas em um pequeno pedaço de papel preso a um sensor de glicose – algo que a equipe afirma nunca ter sido feito antes, acelerando o manual de outra forma processo de extração de amostras ISF das agulhas.
A ideia é que, quando as minúsculas pontas porosas são injetadas na epiderme, seus poros abertos absorvem o líquido do fluido intersticial, que contém muitos biomarcadores. Na configuração experimental da equipe, o biomarcador previsto é a glicose, que teoricamente fluiria das microagulhas porosas para o papel e, em seguida, para o sensor de glicose.
Até o momento, o aparelho só foi testado em laboratório em gel feito de agarose, mas nos testes as microagulhas funcionaram como esperado, com o sensor detectando os níveis de glicose na amostra do gel.
“Os resultados mostram uma mudança clara de cor devido à diferença na concentração de glicose”, explicam os autores em seu artigo.
“O dispositivo fabricado pode identificar diabéticos, tornando-o adequado para o diagnóstico de POC… esperamos que possa oferecer [uma] plataforma útil para [um] dispositivo de diagnóstico minimamente invasivo.”
Os cientistas pretendem agora testar ainda mais sua prova de conceito, conduzindo experimentos com participantes humanos, para confirmar se funciona como eles esperam em condições de diagnóstico do mundo real.
Se isso acontecer, poderíamos estar olhando para muito mais do que apenas monitoramento de glicose no futuro, eles sugerem – e tudo sem derramar uma única gota de sangue.
“É claro que o teste de pré-diabetes é apenas uma aplicação da tecnologia”, diz o primeiro autor e candidato a PhD, Hakjae Lee.
“O sensor baseado em papel pode variar dependendo do biomarcador que você deseja monitorar.” Conclui Lee.
As descobertas são relatadas em Medical Devices & Sensors.
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