doi.org/10.1002/adma.202403568
Credibilidade: 989
#Sangue
Os pesquisadores desenvolveram um dispositivo portátil que utiliza sangue para gerar eletricidade para diagnósticos médicos imediatos.
Esta tecnologia lab-on-a-chip, destinada combatendo o aumento global de distúrbios metabólicos, mede a condutividade sanguínea para diagnosticar instantaneamente condições como a diabetes, especialmente em áreas desfavorecidas.
Aumento Global de Distúrbios Metabólicos A diabetes, a osteoporose e outros distúrbios metabólicos estão crescendo em todo o mundo, especialmente nos países em desenvolvimento.
O diagnóstico destas doenças é normalmente um exame de sangue, mas como a infra-estrutura de saúde existente em áreas remotas não é capaz de apoiar estes testes, a maioria dos indivíduos fica sem diagnóstico e sem tratamento.
Os métodos convencionais também envolvem processos trabalhosos e invasivos que tendem sendo demorados e tornam inviável o monitoramento em tempo real, especialmente em ambientes da vida real e em populações rurais.
Revolucionando o diagnóstico com novas tecnologias Pesquisadores da Universidade de Pittsburgh e do Centro Médico da Universidade de Pittsburgh (UPMC) estão propondo um novo dispositivo que utiliza sangue para gerar eletricidade e medir sua condutividade, abrindo portas para atendimento médico em qualquer local.
“À medida que os campos da nanotecnologia e da microfluídica continuam avançando, há uma oportunidade crescente de desenvolver dispositivos lab-on-a-chip capazes de contornar as restrições dos cuidados médicos modernos”, disse Amir Alavi, professor assistente de engenharia civil e ambiental na Escola de Engenharia Swanson de Pitt.
“Essas tecnologias poderiam potencialmente transformar os cuidados de saúde, oferecendo diagnósticos rápidos e convenientes, melhorando, em última análise, os resultados dos pacientes e a eficácia dos serviços médicos.”
Agora, temos sangue bom
a condutividade elétrica do sangue é uma métrica valiosa para avaliar vários parâmetros de saúde e detectar condições médicas.
Esta condutividade é predominantemente governada pela concentração de eletrólitos essenciais, nomeadamente íons sódio e cloreto.
Esses eletrólitos são essenciais para uma infinidade de processos fisiológicos, ajudando os médicos a identificar um diagnóstico.
“O sangue é basicamente um ambiente à base de água que possui várias moléculas que conduzem ou impedem correntes elétricas”, explicou o Dr. Alan Wells, diretor médico dos Laboratórios Clínicos UPMC, vice-presidente executivo da Seção de Medicina Laboratorial da Universidade de Pittsburgh e UPMC.
e Thomas Gill III Professor de Patologia, Pitt School of Medicine, Departamento de Patologia.
“A glicose, por exemplo, é um condutor elétrico.
Podemos ver como isso afeta a condutividade por meio dessas medições.
Assim, permitindo-nos fazer um diagnóstico na hora.” Apesar de sua vitalidade, o conhecimento da condutividade do sangue humano é limitado devido aos desafios de medição, como a polarização dos eletrodos, o acesso limitado a amostras de sangue humano e as complexidades associadas à manutenção da temperatura sanguínea.
Medir a condutividade em frequências abaixo de 100 Hz é particularmente importante para obter uma compreensão mais profunda das propriedades elétricas do sangue e dos processos biológicos fundamentais, mas é ainda mais difícil.
Um laboratório de bolso
Os pesquisadores estão propondo um inovador e portátil nanogerador milifluídico lab-on-a-chip, capaz de medir sangue em baixas frequências.
O dispositivo utiliza sangue como substância condutora dentro de seu nanogerador triboelétrico integrado, ou TENG.
O sistema TENG baseado em sangue proposto pode converter energia mecânica em eletricidade por meio de triboeletrificação.
Este processo envolve a troca de elétrons entre materiais em contato, resultando em uma transferência de carga.
Em um sistema TENG, a transferência de elétrons e a separação de carga geram uma diferença de tensão que impulsiona a corrente elétrica quando os materiais experimentam movimento relativo, como compressão ou deslizamento.
Os cientistas analisam a voltagem gerada pelo dispositivo sob condições de carga predefinidas para determinar a condutividade elétrica do sangue.
O mecanismo de autoalimentação permite a miniaturização do nanogerador proposto à base de sangue.
A equipe também usou modelos de IA para estimar diretamente a condutividade elétrica do sangue usando os padrões de voltagem gerados pelo dispositivo.
Para testar a sua precisão, a equipe de investigação comparou os seus resultados com um teste tradicional que se revelou bem sucedido.
Isto abre a porta para levar os testes até onde as pessoas vivem.
Além disso, os nanogeradores movidos a sangue são capazes de funcionar no corpo onde quer que haja sangue presente, permitindo diagnósticos autoalimentados usando a química sanguínea local.
Publicado em 26/06/2024 21h29
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