Curando feridas e oxímetro de perfusão, novo sensor semelhante à pele pode mapear os níveis de oxigênio no sangue

Novo sensor flexível pode encontrar níveis de oxigênio no sangue para monitorar feridas cicatrizadas e mais parâmetros em tempo real. O dispositivo foi desenvolvido por engenheiros da Universidade da Califórnia, Berkeley.

"Quando você ouve a palavra oxímetro, o nome de sensores de oxigênio no sangue, sensores rígidos e volumosos de clipe de dedo vem à sua mente ”, disse Yasser Khan, estudante de engenharia elétrica e ciências da computação na UC Berkeley. "Queríamos fugir disso e mostrar que os oxímetros podem ser leves, finos e flexíveis".

O sensor, descrito esta semana na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, é feito de eletrônicos orgânicos impressos em plástico flexível que se molda aos contornos do corpo. Ao contrário dos oxímetros na ponta dos dedos, ele pode detectar os níveis de oxigênio no sangue em nove pontos da grade e pode ser colocado em qualquer lugar da pele. Poderia ser potencialmente usado para mapear a oxigenação de enxertos de pele ou olhar através da pele para monitorar os níveis de oxigênio nos órgãos transplantados, dizem os pesquisadores.

"Todas as aplicações médicas que usam monitoramento de oxigênio podem se beneficiar de um sensor vestível", disse Ana Claudia Arias, professora de engenharia elétrica e ciências da computação na UC Berkeley. "Pacientes com diabetes, doenças respiratórias e até apneia do sono podem usar um sensor que pode ser usado em qualquer lugar para monitorar os níveis de oxigênio no sangue 24 / 7".

Os oxímetros existentes usam diodos emissores de luz (LEDs) para brilhar a luz vermelha e quase infravermelha através da pele e, em seguida, detectar a quantidade de luz que chega ao outro lado. O sangue vermelho e rico em oxigênio absorve mais luz infravermelha, enquanto o sangue mais escuro e pobre em oxigênio absorve mais luz vermelha. Observando a proporção da luz transmitida, os sensores podem determinar a quantidade de oxigênio no sangue.

Esses oxímetros funcionam apenas em áreas do corpo que são parcialmente transparentes, como as pontas dos dedos ou as orelhas, e só podem medir os níveis de oxigênio no sangue em um único ponto do corpo.

"Regiões espessas do corpo, como testa, braços e pernas, quase não passam luz visível ou infravermelha, o que torna a medição da oxigenação nesses locais realmente desafiadora", disse Khan.

No 2014, Arias e uma equipe de estudantes de pós-graduação mostraram que os LEDs orgânicos impressos podem ser usados ​​para criar oxímetros finos e flexíveis para as pontas dos dedos ou das orelhas. Desde então, eles avançaram seu trabalho, desenvolvendo uma maneira de medir a oxigenação no tecido usando luz refletida em vez de luz transmitida. A combinação das duas tecnologias permite criar o novo sensor vestível que pode detectar os níveis de oxigênio no sangue em qualquer parte do corpo.

O novo sensor é construído com uma variedade de LEDs orgânicos vermelhos e infravermelhos próximos alternados e fotodiodos orgânicos impressos em um material flexível. A equipe usou o sensor para rastrear os níveis gerais de oxigênio no sangue na testa de um voluntário que respirava ar com concentrações progressivamente menores de oxigênio - semelhante a subir na altitude - e descobriu que ele correspondia àqueles que usavam um oxímetro padrão na ponta dos dedos. Eles também usaram o sensor para mapear os níveis de oxigênio no sangue em uma grade de três por três no antebraço de um voluntário usando um manguito de pressão.

"Após o transplante, os cirurgiões querem medir que todas as partes de um órgão estão recebendo oxigênio", disse Khan. “Se você tem um sensor, precisa movê-lo para medir a oxigenação em diferentes locais. Com uma matriz, você pode saber imediatamente se existe um ponto que não está se recuperando adequadamente. ”