Transformando resíduos de frutos do mar em sensores de saúde sustentáveis e vestíveis

Investigadores da QUT criaram um protótipo de dispositivo eletrónico utilizando um material feito a partir de resíduos de marisco, abrindo caminho para sensores de saúde vestíveis seguros, flexíveis e sustentáveis.

Uma equipa do Centro de Ciência dos Materiais da QUT demonstrou que a quitosana, um biopolímero biodegradável de origem natural recuperado de resíduos de frutos do mar, como camarão vermelho, lagosta e lula, pode ser usada com um filme de polímero condutor de alto desempenho para criar uma nova classe de transístores eletrónicos vestíveis.

As amostras de polímero de grau médico foram fornecidas pela Biomedical Chitosan, parceira industrial sediada em Sunshine Coast, na Austrália.

A investigação, publicada na revista Small Structures, é um passo em direção ao desenvolvimento de biossensores biocompatíveis vestíveis que poderiam monitorizar a saúde em tempo real sem comprometer o conforto, a segurança ou o ambiente.

O investigador principal, Professor Prashant Sonar, afirma que o estudo foi um passo significativo na construção da próxima geração de dispositivos biomédicos vestíveis utilizando uma abordagem eletrónica sustentável.

“Demonstramos com sucesso que uma película feita de quitosana, um biopolímero derivado de resíduos de frutos do mar, quando revestida com um polímero condutor, pode servir de base para transístores flexíveis”, disse o professor Sonar.

“Estes dispositivos não só funcionam eletricamente, como também são biocompatíveis, o que significa que podem interagir com segurança com as células humanas, e são mecanicamente resistentes o suficiente para suportar flexões e movimentos”, explica.

“Isso torna-os ideais para futuros monitores de saúde vestíveis”, acrescenta.

A quitosana já é amplamente utilizada em aplicações biomédicas porque é atóxica e biodegradável.

Utilizando um processo chamado polimerização em fase de vapor (VPP) em colaboração com a Universidade da Austrália do Sul, os investigadores revestiram a quitosana, um material conhecido pela sua alta condutividade, com uma fina película de PEDOT:Tosylate.

O resultado foi uma película eletrónica flexível e agradável ao toque, que manteve um alto desempenho mesmo após ser dobrada centenas de vezes.

A investigadora de doutorado da QUT Chattarika Khamhanglit, primeira autora do estudo, afirma que os dispositivos demonstraram uma resiliência mecânica e durabilidade notáveis.

“O nosso protótipo manteve até 97% do seu desempenho elétrico após repetidos testes de flexão”, afirma Khamhanglit.

“Isso dá-nos confiança de que esses materiais podem ser usados em aplicações do mundo real, como sensores de saúde que se movem com o corpo sem perder precisão”, adianta.

A investigação foi liderada pela QUT, mas também contou com a colaboração fundamental da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU), em Singapura, onde os investigadores contribuíram com os seus conhecimentos especializados em transístores orgânicos, nos quais a condutância dos dispositivos revestidos com PEDOT:Tos ativo varia através do controlo eletrolítico, necessário para a deteção biológica.

O estudo também contou com a participação de parceiros do Centro de Tecnologias Biomédicas e do Centro de Investigação Analítica da QUT.

O professor Sonar diz que os transístores biocompatíveis podem se tornar a base para biossensores vestíveis que monitoram sinais vitais ou detetam biomarcadores de doenças.

“Imagine um adesivo leve que pode aderir confortavelmente à pele e fornecer informações contínuas e precisas sobre a saúde a médicos ou pacientes”, disse o professor Prashant Sonar

“Este trabalho mostra que tais dispositivos podem ser feitos de materiais seguros e sustentáveis provenientes da natureza”, conclui.

A próxima fase da investigação irá centrar-se na integração dos dispositivos à base de quitosana em plataformas de biossensores para aplicações específicas na área da saúde, incluindo monitorização não invasiva e diagnósticos no local de atendimento.