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O sensor novo do suor do rádio pode exactamente detectar níveis de esforço

Se alguém lhe perguntou agora como forçado lhe seja, que você diria? Pouco? Muito? Você não sabe?

Aquelas são tudo respostas válidas, mas não são especialmente úteis aos pesquisadores e aos profissionais médicos porque são subjetivos e determinados não facilmente. Todavia, no lugar de um método melhor de medir o esforço, o método comum por anos consistiu em um questionário do esforço. A alternativa principal ao questionário, uma análise de sangue, pode fornecer dados quantitativos mas exige um profissional treinado desenhar o sangue, e o esforço do procedimento próprio--sendo picado com uma grande agulha--pode enviesar os resultados de muitos povos.

Mas algo melhor pôde ser direito ao virar da esquina.

Wei Gao, professor adjunto da engenharia médica em Caltech, produziu um sensor sem fio que pudesse exactamente detectar níveis de cortisol, um composto natural do suor que fosse pensado geralmente como da hormona de esforço do corpo. Em um papel novo que aparece na matéria do jornal, Gao e seus pesquisadores companheiros mostram como projectou e fez o dispositivo massa-producible e como trabalha, e demonstram que é eficaz em detectar níveis do cortisol no tempo real próximo.

A revelação de um dispositivo barato e exacto para medir o cortisol podia permitir uma monitoração mais difundida e mais fácil do esforço mas igualmente de outras circunstâncias que incluem a ansiedade, a desordem cargo-traumático do esforço, e a depressão--quais são correlacionados com as mudanças em níveis do cortisol.

O sensor Gao desenvolvido é preparado usando uma aproximação similar como outro suou o sensor que criou recentemente que pode medir o nível de ácido úrico na circulação sanguínea, que é útil para monitorar condições como a doença cardiovascular, diabetes, ou doença renal. Esse sensor do suor, e o novo Gao e sua equipe criaram, é ambos fez do graphene, a folha-como o formulário do carbono. Uma folha plástica é gravada com um laser para gerar uma estrutura do graphene 3D com os poros minúsculos em que o suor pode ser analisado. Aqueles poros criam uma grande quantidade da área de superfície no sensor, que a faz sensível bastante para detectar os compostos que estão somente actuais muito em pequenas quantidades no suor. No sensor novo, aqueles poros minúsculos são acoplados com um anticorpo, um tipo de molécula do sistema imunitário, especificamente sensível ao cortisol, assim permitindo que detecte o composto.

O sensor foi testado em duas maneiras diferentes. Em um teste, o suor de um voluntário foi analisado durante seis dias, e os dados que representam níveis do cortisol foram recolhidos. Em um indivíduo saudável, os níveis do cortisol aumentam e caem em um ciclo diário. Os níveis repicam imediatamente depois que um indivíduo acorda cada manhã e diminuição ao longo do dia, e aquele é exactamente o que o sensor detectou.

Gao diz que esta é a primeira demonstração de um sensor que possa monitore não invasora a flutuação diária do cortisol, adicionando que monitorar o ciclo diário do cortisol de um paciente poderia revelar a presença de normas sanitárias mentais.

Da “os pacientes depressão têm um teste padrão circadiano diferente do cortisol do que os indivíduos saudáveis fazem,” diz. “Com pacientes de PTSD, é outro diferente.”

No outro teste, as mudanças em níveis do cortisol foram gravadas enquanto ocorreram em resposta a um factor de força agudo. Isto foi feito com duas experiências. No primeiro, os assuntos de teste foram pedidos para executar exercícios aeróbios, porque o exercício intenso é sabido para causar um aumento forte no cortisol. Na segunda experiência, os assuntos de teste foram pedidos para submergir suas mãos na água de gelo, um factor de força suficiente para induzir a liberação do cortisol. Em ambas as experiências, os sensores detectaram níveis de aumentação do cortisol imediatamente.

Nosso tempo de análise podia ser somente algumas actas. Tipicamente, uma análise de sangue toma pelo menos uma a dois horas e exige a esforço-indução da tracção do sangue. Para a monitoração do esforço, o tempo é muito importante.”

Wei Gao, professor adjunto da engenharia médica em Caltech

Embora o sensor de Gao pode encontrar muitos usos em aplicações médicas típicas aqui na terra, está sendo controlado igualmente para aplicações potenciais do fora-mundo. Em outubro, a NASA anunciou que Gao é um de seis pesquisadores selecionados participar nos estudos da saúde dos seres humanos em missões do profundo-espaço. Gao receberá o financiamento para desenvolver a tecnologia de sensor em um sistema para monitorar o esforço e a ansiedade dos astronautas como parte do programa, que está sendo administrado pelo instituto de investigação Translational para a saúde do espaço (TRISH).

“Nós apontamos desenvolver um sistema wearable que possa recolher dados multimodal, incluindo o sinal vital e a informação molecular do biomarker, para obter a classificação exacta para o esforço do espaço profundo e ansiedade,” Gao diz.

Source:
Journal reference:

Torrente-Rodríguez, R.M., et al. (2020) Investigation of Cortisol Dynamics in Human Sweat Using a Graphene-Based Wireless mHealth System. Matter. doi.org/10.1016/j.matt.2020.01.021.