Solução inovadora, com aplicação idêntica à das tatuagens temporárias usadas pelas crianças, permite detetar, por exemplo, inflamações na pele.
Foto: SIC.FCUP
Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) desenvolveu uma e-tatuagem termoelétrica (gera energia através do calor), de uso temporário, capaz de mapear, em tempo real, a temperatura em vários pontos da pele.
Num futuro próximo, será, assim, possível medir a temperatura sem necessidade de imobilização do paciente, com maior precisão e sem recurso aos tradicionais medidores de temperatura externos, como o termómetro.
Como sempre que existem reações alérgicas, infeções locais, traumas ou lesões, há flutuações térmicas na superfície da pele, estas tatuagens do futuro podem ser utilizadas para detetar precocemente essas inflamações e também monitorizar a sua evolução.
Tecnologia inovadora para a saúde
Num estudo pioneiro publicado na prestigiada revista Advanced Science, os cientistas da FCUP descrevem esta nova tecnologia: uma rede micrométrica de sensores termoelétricos flexíveis impressos em papel de tatuagem temporária.
Colada à pele como as tatuagens temporárias utilizadas durante a infância, a e-tatuagem fica ligada, através de pequenos fios eléctricos extremamente finos, a um sistema de microprocessador que analisa o sinal, realiza as medições e grava a informação de forma contínua, com a ajuda da inteligência artificial – o que permite uma maior sensibilidade e um mapeamento mais preciso da temperatura. Este microprocessador tem a capacidade de enviar os dados posteriormente via wireless (por exemplo bluetooth) para um computador ou telemóvel.
A tatuagem é ligada a um pequeno microprocessador que faz a análise do sinal. Foto: SIC.FCUP
Estes sensores utilizam materiais sustentáveis termoelétricos do tipo p e n – especificamente materiais Bi-Te —combinados com o polímero Poli(Álcool Vinílico) (PVA), resultando em filmes flexíveis que podem ser “alojados” na pele humana – um verdadeiro dispositivo vestível – wearable.
“Atualmente, os dispositivos convencionais para detetar variações de temperatura, como termómetros ou câmeras de infravermelho, apresentam limitações, como a necessidade de imobilizar o paciente e a incapacidade de mapear a temperatura da pele de forma contínua”, explica André Pereira, docente e investigador da FCUP que lidera este trabalho.
“A nossa e-tattoo termoelétrica oferece uma solução não invasiva para uma monitorização mais precisa e contínua da temperatura corporal, sem causar desconforto ao paciente”, acrescenta.
Para além da aplicação na medição e monitorização da temperatura, a equipa da FCUP desenvolveu também tatuagens para a medição mais precisa da frequência cardíaca, substituindo o sistema de ventosas.
Fabricação em larga escala
Os investigadores acreditam que esta tecnologia poderá estar no mercado nos próximos cinco anos. No estudo pioneiro que publicaram, asseguram um importante contributo para a fabricação em escala destes dispositivos, uma vez que neste trabalho foram utilizadas técnicas de impressão igualmente usadas a nível industrial. Isto facilita a transição desta tecnologia do laboratório para processos de fabricação industriais.
As simulações e testes realizados confirmaram a eficácia dos sensores produzidos, validando a correlação entre a sensibilidade à temperatura, a condutividade elétrica e o coeficiente de Seebeck, que quantifica a capacidade de um material em converter diferenças de temperatura em voltagem elétrica, dos materiais utilizados.
“Acreditamos que esta tecnologia pode ter um impacto significativo na deteção precoce de condições médicas, será barato e acessível para toda a comunidade, melhorando a qualidade de vida das pessoas”, refere Ana Pires, investigadora da FCUP que é também coordenadora deste trabalho.
O estudo inseriu-se no âmbito da dissertação de mestrado em Engenharia Física de Miguel Almeida, sob a orientação de André Pereira e de Ana Pires.
Além da equipa da FCUP, o trabalho contou ainda com a colaboração da investigadora Andreia Pereira, do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S) e de investigadores Universidade de Tarragona, reforçando a importância da cooperação internacional na investigação científica.