Em Necessidade de um Glucometro? Seu Telefone Pode Ser a Solução Em Breve

Do Compasso do Telefone ao Glucometro

Monitorar métricas de saúde, como níveis de glicose, é frequentemente necessário em muitas condições de saúde. Isso geralmente requer testes de laboratório ou dispositivos médicos dedicados e caros.

Isso pode mudar graças à reutilização de partes do agora onipresente smartphone, de acordo com um artigo científico publicado por pesquisadores do National Institute of Standards and Technology em Boulder, EUA, intitulado “Medição quantitativa, de alta sensibilidade, de analitos líquidos usando um compasso de smartphone.”

Eles descobriram uma maneira de reutilizar o compasso magnético embutido no smartphone em um dispositivo médico capaz de medir glicose ou pH.

Essa inovadora adaptação do smartphone depende de hidrogel, um material poroso que incha quando imerso em água. Os pesquisadores Mark Ferris & Gary Zabow criaram um hidrogel personalizado com partículas magnéticas minúsculas incorporadas.

Esse hidrogel foi projetado para reagir a mudanças na concentração de glicose ou pH, encolhendo ou expandindo. Isso foi feito criando 2 camadas de hidrogel, cada uma mudando de tamanho a uma taxa diferente em resposta ao pH ou glicose.

Essa mudança de tamanho move as partículas magnéticas para mais perto ou mais longe do compasso do telefone, o que pode ser medido facilmente pelo telefone.

Fonte: NIST

Tanto a glicose quanto o pH são métricas importantes em uma ampla gama de doenças, incluindo diabetes. O método alcançou uma sensibilidade impressionante, com a detecção de mudanças tão baixas quanto algumas milionésimas de um mol (a unidade científica para um certo número de átomos ou moléculas em uma substância), muito abaixo da precisão necessária para um diagnóstico adequado.

O hidrogel pode ser colocado em contato com o smartphone por meio de um simples clipe de plástico, e a variação do campo magnético pode ser medida por meio de um aplicativo simples. E o clipe de plástico pode ser impresso em 3D.

Fonte: Nature

Principais Vantagens do Glucometro de Telefone

Em si, esse método de medição não fornece uma medição técnica mais precisa de glicose ou pH. Mas traz algumas vantagens importantes:

• Custos: Com smartphones já disponíveis, a necessidade de um dispositivo médico dedicado é removida.
  • Além disso, hidrogéis como o usado aqui são baratos e fáceis de fabricar em escala. Isso deve manter o custo do “cartucho” para medir glicose baixo. O pesquisador estimou os custos do hidrogel para medição de glicose em $0,16 e para pH em $0,03.
• Ele também não requer outra fonte de alimentação, tornando-o uma ferramenta de medição ideal em qualquer situação, desde casa até escritório, etc.
• Como os smartphones já estão equipados com conectividade, eles podem comunicar dados médicos diretamente para médicos ou um aplicativo de saúde, fornecendo dados diretos em sistemas de saúde digital sem custos adicionais.
• A sensibilidade extrema do método pode permitir que uma amostra muito pequena seja usada, tornando o método de medição menos invasivo.

No geral, isso pode mudar radicalmente a vida diária de milhões de pacientes, melhorando o monitoramento e a qualidade dos dados sobre métricas de saúde importantes.

Fonte: Unsplash

O Que Vem a Seguir?

Regulação

Essa inovação deve ser convertida em um método de medição de glucometro fácil de usar, que precisará ser testado por profissionais médicos e validado por agências de segurança sanitária, como a FDA.

Embora isso possa ser mais uma questão regulatória do que técnica, provavelmente exigirá tempo e dinheiro.

Um software dedicado e um aplicativo ergonômico correspondente capaz de converter a medição magnética em medição de glicose também precisará ser desenvolvido e igualmente validado por médicos e agências reguladoras.

Fonte: Unsplash

Finalmente, qualquer compartilhamento de dados médicos precisará ser feito de maneira que garanta um armazenamento seguro e confidencial desses dados. Qualquer integração com outros aplicativos de monitoramento de saúde ou comunicação com profissionais de saúde enfrentará os mesmos requisitos.

Mais Medidas de Saúde

Glicose e pH foram usados nesse estudo como um conceito de prova, mas muitas outras métricas biológicas poderiam ser medidas da mesma maneira.

Por exemplo, a sensibilidade extremamente alta significa que a glicose também poderia ser medida na saliva, que é muito menos concentrada do que no sangue. Combinado com a facilidade de uso de um smartphone, isso tornaria a medição muito menos invasiva do que qualquer glucometro atual.

O método também poderia ser usado para outras moléculas.

Por exemplo, histaminas são normalmente medidas por análise de laboratório sofisticada e exigem uma coleta de urina de 24 horas, mas poderiam ser medidas em casa por meio desse novo método.

Isso também poderia ser usado com uma fórmula de hidrogel dedicada incorporando grupos de ligação de analito. Isso faria com que o hidrogel reagisse a alvos relevantes, como sódio, potássio, lactato e enzimas.

Fonte: Unsplash

Desenho de Detector de Hidrogel Melhorado

As lâminas de hidrogel bi-camada uniforme propostas nesse estudo são apenas uma das opções para projetar uma ferramenta de medição de hidrogel.

Os pesquisadores propõem alternativas, como “um movimento de buckling com um hidrogel preso em duas extremidades, em vez de apenas uma, pode melhorar a estabilidade”.

Um movimento de torção do hidrogel pode permitir que a direção do campo mude de negativa para positiva, dobrando a mudança total de sinal possível e aumentando a faixa dinâmica se o número de vezes que a direção do campo muda entre cada torção de 180° do atuador de hidrogel for rastreado.

Garantir que o sistema detecte interferências e contaminantes que possam afetar a medição também será importante.

Garantir que o hidrogel tenha uma longa vida útil também será fundamental para o eventual sucesso comercial.

Transformando Telefones em Ferramentas de Análise Química

Outra aplicação dessa descoberta é ir além da medição de parâmetros biológicos. A medição de pH, por exemplo, é útil em uma amostra de sangue, mas também pode ser útil para medir o pH da água ou do solo.

Isso pode tornar esse sistema uma poderosa alternativa às tiras de teste de pH usadas para testes de campo, oferecendo a precisão de um medidor de bancada de mil dólares a uma fração do custo.

O hidrogel também pode ser projetado para responder a outros estímulos químicos e físicos, como luz, força iônica e temperatura.

Aplicações potenciais são imaginadas para a quantificação caseira de níveis de contaminantes químicos em água da torneira, para testes de alimentos de outros líquidos opacos, como suco de laranja, leite, café, vinho ou sopas, e para análise ambiental, como para analisar água de lago ou riacho turvo em locais remotos.

Leitura de DNA Baseada em Smartphone?

Mais adiante, podemos até imaginar hidrogel utilizando técnicas de direcionamento avançadas, como polímeros de impressão molecular e sequências de ácido nucleico complementar. Isso daria ao hidrogel a capacidade de reagir a proteínas e sequências de DNA específicas.

Então, os smartphones poderiam se tornar capazes de detectar patógenos no ar ou na água, substituindo testes caros e que produzem resíduos, como os testes de Covid usados durante a pandemia.

Monitoramento Contínuo

Esse estudo ilustra como os smartphones e, em geral, a Internet das Coisas (IoT) provavelmente revolucionarão a forma como lidamos com medições médicas e químicas no futuro.

Estamos carregando o tempo todo em nossos bolsos um dispositivo eletrônico complexo com ferramentas analíticas extremamente sensíveis já incorporadas, que podem ser reutilizadas para novas aplicações.

A medição de glicose provavelmente será uma das primeiras, mas podemos facilmente imaginar um futuro em que poderíamos simplesmente colocar uma gota de saliva ou respirar em nosso smartphone, e ele nos daria dados bioquímicos, detecção de patógenos, alerta de poluição, etc.

Empresas de Sensores de Saúde e IoT

1. Koninklijke Philips N.V.

A Philips é uma marca de eletrônicos de consumo bem conhecida (barbeadores, escovas de dente elétricas), igualmente ativa na área de saúde. Foi a #1 em depósito de patentes de MedTech na Europa em 2022.

Ela está ativa em produtos médicos conectados, desde dispositivos vestíveis até imagens, respiradores ou robôs médicos. A empresa também está ativa em semicondutores (incluindo tecnologia maglev) e alta tecnologia/robótica/automação.

Os dispositivos vestíveis da Philips oferecem cobertura de métricas cardíacas, respiratórias e de atividade. Seus sensores podem ser integrados a relógios inteligentes, monitores de saúde, patches médicos e rastreadores de atividade.

Quanto a dispositivos vestíveis, a Philips favorece uma solução de parceria, onde desenvolve para terceiros “seus” dispositivos médicos conectados IoT (Internet das Coisas) totalmente compatíveis com as demais soluções da Philips. Nesse contexto, oferece aos clientes prototipagem, consultoria regulatória, desenvolvimento de produto de ponta a ponta e produção em escala industrial.

A empresa deseja criar um ambiente de saúde digital totalmente integrado, onde os sensores correspondem a dispositivos e, em seguida, usam múltiplas soluções de conectividade para integrar à solução de nuvem Philips HealthSuite e permitir análises de dados em profundidade.

Fonte: Philips

Porque a Philips tem uma história de ser capaz de estabelecer parcerias abrangentes em medição de saúde e integrar os dados em soluções de saúde SaaS, pode estar em uma posição primordial para integrar dados de glicose e pH baseados em smartphone.

2. Garmin Ltd.

A Garmin é uma líder em eletrônicos ao ar livre, com uma oferta inicial de ferramentas de navegação GPS (automóvel, marine e aviões), agora expandida para monitoramento de fitness e saúde.

Fitness representa 23% das receitas da empresa e 10% do lucro operacional, impulsionado principalmente por smartwatches. Ela enviou 15 milhões de dispositivos em 2022.

Fonte: Garmin

A Garmin oferece um ecossistema completo de dados de saúde para pesquisadores, ajudando campos como pesquisa sobre sono, depressão, tratamentos de câncer, saúde feminina, ou até direção sonolenta.

A Garmin pode não ser um gigante da tecnologia, mas está focada no alvo de fitness e ao ar livre, fazendo metade de sua receita além da navegação. Esse setor também é a principal área de crescimento da empresa, com o segmento mais provável de se tornar a principal fonte de receita no futuro.

É provável que os usuários de saúde da Garmin estejam interessados em monitorar mais parâmetros de saúde graças às medições baseadas em hidrogel.

Isso pode ser transformado em uma oportunidade por empresas como a Garmin, de duas maneiras diferentes:

• Usar um compasso pré-existente ou integrar um magnetômetro em seu dispositivo para permitir que as medições baseadas em hidrogel sejam integradas aos dispositivos.
• Conectar seus dispositivos ao smartphone para fornecer uma maneira integrada de visualizar os dados de saúde de ambos os dispositivos.

A reputação da Garmin por produtos ao ar livre robustos, de alta qualidade e úteis se converte bem no segmento de fitness e saúde. Interessantemente, ela lidera no segmento premium, com a maior participação de mercado na faixa de preço acima de $500, superando a Apple aqui, apesar de a Apple normalmente dominar o segmento de alto preço de smartphones, computadores e tablets.