Quando se fala em dispositivos vestíveis, chamados wearables, o que pode vir à cabeça são relógios e anéis inteligentes. Fato é que essa tecnologia está cada vez mais presente na vida das pessoas, e a engenharia biomédica é um campo que a incorpora em dispositivos para a área da saúde. Um exemplo vem de pesquisadores do Imperial College London, no Reino Unido.
Eles criaram uma solução que ajuda no monitoramento de informações como a qualidade da respiração e a frequência cardíaca: sensores que podem ser costurados em tecidos, como peças de roupa, por um fio condutor de alto desempenho.
O baixo custo e a simplicidade na produção do dispositivo médico é um dos atrativos. A fabricação de um metro da linha Pecotex, o fio condutor de energia à base de algodão orgânico e revestido de polímeros, custa US$ 0,15 (aproximadamente R$ 0,80) e pode costurar 10 sensores usando máquinas de bordar computadorizadas domésticas e industriais. O padrão do sensor vestível é desenhado em computador.
"Eles são relativamente fáceis de produzir, e isso permite ampliar a fabricação e inaugurar uma nova geração de wearables em roupas", afirma, em nota, Fahad Alshabouna, primeiro autor da pesquisa e doutorando no Departamento de Bioengenharia da instituição britânica.
Depois de pronto, o material segue sendo vantajoso, segundo os criadores. Ele é lavável em máquina a até 30ºC, além de ser menos quebrável e mais eficaz eletricamente do que os fios condutores à base de prata disponíveis comercialmente. Isso significa que mais camadas podem ser adicionadas para criar tipos complexos de sensor.
"O meio flexível da roupa significa que nossos sensores têm uma ampla gama de aplicações", diz Alshabouna. A equipe bordou os sensores vestíveis em máscaras faciais, para monitorar o ritmo da respiração de usuários, e em camisetas, para acompanhar a atividade cardíaca.
A tecnologia, apresentada recentemente na revista Materials Today, também pode ser aplicada em tecidos para observar a presença de amônia, um componente da respiração indicativo de anormalidades nas funções hepáticas e renais. Há projetos para criar e costurar detectores de outros gases utilizando a criação da equipe britânica.
"Nossa pesquisa abre possibilidades interessantes para sensores vestíveis em roupas do dia a dia. Ao monitorar a respiração, a frequência cardíaca e os gases, eles já podem ser perfeitamente integrados e, no futuro, ajudar a diagnosticar e monitorar tratamentos de doenças", garante, em nota, Frat Guder, principal autor do estudo e professor do mesmo departamento de bioengenharia.
Flexível
Até agora, a indústria de sensores vestíveis não tinha fios condutores adequados, o que explica por que esses dispositivos integrados às roupas ainda não foram amplamente produzidos, segundo os autores do estudo. Para certificar a eficiência de sua criação, eles compararam os novos sensores com os fios à base de prata em duas situações: durante e depois de serem bordados em vestimentas.
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Durante a costura, o Pecotex foi mais confiável e menos propenso a quebrar, permitindo que mais camadas fossem postas uma sobre a outra, mostra o artigo. Após o bordado, demonstrou menor resistência elétrica do que os fios convencionais, o que significa que eles eram melhores na condução de eletricidade.
Ricardo Emmanuel de Souza, professor do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), explica como esse novo fio consegue ter propriedades condutoras: "O polímero funciona como uma espécie de link de conexão com a molécula de celulose do fio de algodão.
Esse recobrimento do polímero condutor tem que ser bem feito para que não haja falhas na conexão. Ao mesmo tempo, não pode mudar muito as propriedades mecânicas do algodão. Ou seja, o fio não pode perder a flexibilidade que tem, porque isso impede a costura".
Os sensores vestíveis são conectados em uma placa de tipo Arduino, um pequeno processador de computador muito utilizado na área eletrônica. Com o propósito de tornar mais fácil a conexão entre o mundo físico e o digital, a placa, ligada a uma bateria, acumula dados coletados em um período de tempo. Depois, um celular do sistema Android é emparelhado via bluetooth com o minicomputador, que repassa as informações para um aplicativo onde serão analisadas.
Segundo o professor Souza, os pesquisadores obtiveram resultados surpreendentes que podem facilitar a realização de diagnósticos cardíacos. "Acredito que esse trabalho pode miniaturizar drasticamente o Holter, que é um equipamento utilizado para fazer exames cardiológicos em que se cola eletrodos no peito. Para registrar batimentos cardíacos por 24 horas, o paciente deve levá-lo para casa, e esse é um aparelho incômodo, volumoso e ainda pesado. Em vez de colocar eletrodos e fios no corpo, a pessoa pode simplesmente vestir uma camiseta", prevê.
*Estagiária sob a supervisão de Carmen Souza
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Aplicações diversas
"Com os avanços da nanotecnologia, novos materiais sintéticos com propriedades físicas estão permitindo a criação de sensores mais modernos, principalmente modelos de transdutores que possibilitam outros protocolos de uso no diagnóstico e na terapia clínica. As tecnologias usadas nesses transdutores vestíveis em desenvolvimento no Departamento de Bioengenharia do Imperial College London já são uma realidade em vários centros de pesquisas de nanotecnologia no mundo, inclusive no Brasil. Os avanços tecnológicos nos materiais com propriedades físicas (condutividade, resistência, capacitância, susceptibilidade etc) nanometricamente controladas estão revolucionando o desenvolvimento de novos produtos para diversas aplicações. No setor da saúde, isso gera grandes oportunidades para a engenharia biomédica inovar em itens aplicados ao controle do bem-estar, além de desenvolver novos negócios."
Antonio Adilton Oliveira Carneiro, vice-presidente da Sociedade Brasileira de Engenharia Biomédica (SBEB)