domingo, 5 de dezembro de 2010

Sensores sem fio prometem a diabéticos leitura não-invasiva de açúcar no sangue

"Sistema biossensor lê níveis de glicose sem romper a pele".




Para muitos diabéticos, a desagradável tarefa de tirar sangue várias vezes por dia, a fim de verificar os níveis de glicose no sangue, faz parte da vida. Os esforços para desenvolver dispositivos que possam testar a glicemia, sem a necessidade de picar os dedos várias vezes, não apresentou resultados satisfatórios até agora por causa de dúvidas sobre a precisão, bem como queixas sobre a irritação da pele. Uma empresa tem a esperança de resolver esses problemas com um sensor bioquímico que adere à pele como um curativo e manda leitura contínua da glicose do sangue para um dispositivo portátil sem fio.



Um bom nível de glicose no sangue é essencial para a saúde de um indivíduo, especialmente diabéticos, cujos corpos produzem nenhum ou muito pouco do hormônio insulina regular da glicose. Como os níveis elevados de glicose no sangue podem levar a uma longa lista de problemas graves de saúde – glaucoma, lesões nervosas e doenças do coração, só para citar alguns – diabéticos devem testar os seus níveis de glicose várias vezes ao dia, geralmente utilizando um dispositivo de punção para furar a ponta do dedo e tirar sangue.

Echo Therapeutics, com sede em Franklin, Massachusetts, está desenvolvendo um sistema de monitoramento contínuo da glicose transdermal, uma rede sem fio e livre de agulhas chamado Symphony tCGM para diabéticos (há cerca de 24 milhões nos Estados Unidos) e para uso em unidades hospitalares de cuidados intensivos.

Symphony tCGM tem três componentes básicos: a Prelude SkinPrep System, dispositivo aproximadamente do tamanho e forma de um barbeador elétrico, que raspa a superfície morta mais externa da pele (microdermoabrasão), deixando uma mancha do tamanho de uma moeda; um biossensor de glicose que é aplicado lá (em geral no peito ou parte superior das costas) e também um dispositivo sem fio que lê os níveis de glicose do biossensor.


O Prelude remove a pele e cabelo que podem interferir na leitura do biossensor. Ele passa minúsculos impulsos elétricos na pele, explica o presidente e CEO da Echo Terapêutica, Patrick Mooney. Com base na resposta a esses impulsos, o Prelude pode determinar quando viveu aquela célula subjacente da pele, o que permite ao biossensor proporcionar uma leitura mais precisa. O paciente, então, aplica o biossensor em forma de disco no pedaço de pele preparada pelo Prelude. A membrana na superfície do biossensor detecta como a glicose se difunde para fora dos capilares do corpo. O sensor contém uma enzima que reage com a glicose e retransmite a indicação como um sinal elétrico. O impulso passa sem fio para um computador de mão, que registra as informações e monitora as leituras. Cada sensor pode ser usado por dois dias antes de ser substituído por um novo, e então usado no mesmo local ou em outro local tratado pelo Prelude.

O Tufts Medical Center, em Boston, passou vários anos como uma clínica de teste do Symphony eco tCGM. “Frequentemente, durante cirurgias, colhíamos amostras de sangue para testes instantâneos” dos níveis de glicose no sangue, independentemente de o paciente ser ou não diabético, afirma Michael England, chefe do centro de anestesia cardíaca de adultos. O monitoramento contínuo é particularmente importante durante a cirurgia, porque os níveis de insulina variam de acordo com o paciente. “A insulina regular dada às pessoas nas cirurgias pode demorar de 45 minutos a uma hora para fazer efeito”, diz ele.

England é coautor (juntamente com três pesquisadores da Echo) de um estudo de julho de 2008 no Journal of Diabetes Science and Technology, que indicou que a precisão das medições de glicose no sangue da Symphony foi comparável com as práticas mais comuns de desenho e análise de amostras de sangue. Esse achado foi consistente com os resultados de um estudo da tCGM Symphony que a Echo anunciou em novembro. Usando cerca de 900 leituras de glicose Symphony tCGM emparelhado com medições de referência de glicose no sangue (realizadas por meio de amostras de sangue), a Echo alegou sua tecnologia foi 97% precisa.

Além do seu potencial impacto sobre a cirurgia e manutenção diária da diabetes, diz Inglaterra, o monitoramento contínuo da glicose pode ajudar os médicos a entender melhor a insulina e como ela funciona no organismo. Cerca de 50 milhões de pessoas em todo o mundo usam insulina, de acordo com o Centro de Diabetes Joslin, em Boston.

O único medidor de glicose não-invasivo que recebeu aprovação da FDA nos Estados Unidos não está mais no mercado. Em 2001, Cygnus, Inc., ganhou a aprovação para sua GlucoWatch, usado como um relógio de pulso a ser empregado em conjunto com exames de sangue convencionais para detectar as tendências e padrões nos níveis de glicose do paciente. O GlucoWatch administra uma pequena carga elétrica no pulso para trazer glicose á superfície da pele onde ela poderia ser medida a cada 10 minutos. O uso do dispositivo, no entanto, foi interrompido em 2007, após denúncias sobre sua precisão, o que causou irritação em alguns usuários.

Monitoramento da glicose é extremamente importante para os diabéticos, mesmo que um pouco invasiva – incluindo aqueles sistemas que paciente pica os dedos para a obtenção de sangue – são usados por milhões de pessoas e tem vendas na casa dos bilhões. “Todo mundo com quem falo no campo diabetes sente que o acompanhamento transdérmico é um mal necessário”, diz Robert Langer, professor do Massachusetts Institute of Technology (MIT) .

England adverte, no entanto, que encontrar um sistema eficaz de monitoramento contínuo da glicose transdérmica é apenas um passo no controle da diabetes. Ainda não há consenso sobre o que constitui o “nível de certo de glicose” em diferentes pacientes, diz ele. Até que se determine o benefício de ter maior controle sobre os níveis de glicose no sangue, essa é uma “questão em aberto”, acrescenta. “Nós nunca tivemos a tecnologia para este estudo.”

Implante cerebral de seda é esperança para epilepsia e lesões da coluna

Implante de seda
Cientistas criaram um novo tipo de eletrodo para implantes cerebrais que praticamente se funde no lugar, adequando-se com perfeição à superfície irregular do cérebro.
Feito de uma mescla precisa de polímero, metal e seda, o implante ultrafino é menos invasivo do que os tradicionais eletrodos de agulha, praticamente não causando danos ao cérebro.
A parte de seda - ou fibroína, a proteína da qual a seda é feita - é projetada para dissolver-se depois que os eletrodos são implantados no cérebro, garantindo um perfeito contato e leituras mais precisas dos impulsos elétricos do cérebro.
Eletrodo cerebral
A tecnologia pode impulsionar o campo das interfaces cérebro-máquina e permitir a criação de dispositivos práticos para monitorar e controlar as convulsões epilépticas e até mesmo para transmitir sinais do cérebro para partes específicas do corpo, saltando partes danificadas por fraturas na coluna vertebral.
"Estes implantes têm o potencial para maximizar o contato entre os eletrodos e o tecido cerebral, minimizando os danos ao cérebro. Eles podem fornecer uma plataforma para uma grande variedade de dispositivos médicos, com aplicações na epilepsia, nas lesões da medula espinhal e outras desordens neurológicas," afirma o Dr. Walter Koroshetz, do Instituto Nacional de Desordens Neurológicas, dos Estados Unidos.
Os experimentos demonstraram que os implantes ultrafinos e flexíveis, recobertos de seda, captam a atividade cerebral mais fielmente do que os implantes mais grossos utilizados atualmente, mesmo quando utilizados em conjunto com o mesmo circuito eletrônico de suporte.
Eletrodos neurais
A primeira geração de eletrodos neurais, usados para gravação dos sinais cerebrais - e ainda a mais largamente utilizada - consiste em pequenas agulhas metálicas que penetram profundamente no tecido cerebral.
A segunda geração trouxe as chamadas matrizes de microeletrodos, constituídas por dezenas de eletrodos de fio semi-flexível. Embora menos invasivas, essas matrizes são essencialmente chips ultraminiaturizados, e a sua base de silício rígida não lhes permite conformar-se à superfície irregular do cérebro.
Já os novos eletrodos neurais à base de seda podem literalmente "abraçar" o cérebro, adaptando-se às ranhuras e se estendendo por suas superfícies arredondadas, colando-se como se fosse uma fita adesiva.
A flexibilidade também permite que eles se adaptem aos movimentos normais, ou até anormais, do cérebro no interior do crânio.
Seda, metal e plástico
Além de sua flexibilidade, a seda foi escolhida como material base dos eletrodos porque ela é resistente o suficiente para suportar a inserção das finas vias metálicas responsáveis por captar os sinais do cérebro e enviá-los para os equipamentos de processamento.
A seda também permite que os implantes sejam projetados para evitar reações inflamatórias e para dissolver-se em tempos predeterminados, que podem variar de quase imediatamente após o implante até anos mais tarde.
As matrizes de eletrodos de metal - com cerca de 500 micrômetros de espessura - podem ser impressas em camadas de poliimida (um tipo de plástico) e de seda e, a seguir, posicionadas sobre o cérebro.
A parte eletrônica do implante foi obtida com a colaboração da equipe do professor John Rogers, da Universidade de Illinois, que desenvolveu circuitos eletrônicos superflexíveis usados, por exemplo, em uma câmera digital que imita a retina humana.
Epilepsia e lesão na coluna
Em pacientes com epilepsia, as matrizes de eletrodos cerebrais podem ser usadas para detectar quando a crise epiléptica está começando, e enviar de volta ao cérebro pulsos elétricos que anulem os ataques.
Nas pessoas com lesões na coluna vertebral, a tecnologia tem potencial para ler diretamente no cérebro os sinais complexos que comandam os movimentos e encaminhar esses sinais diretamente para os músculos saudáveis ou para próteses, saltando a porção danificada.

Dispositivos de microfluídica mostram como células tumorais Migram

Usando um dispositivo microfluídica projetado para reproduzir o microambiente física dos pequenos vasos sanguíneos e os espaços entre as células, os pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura ter imaginado células tumorais únicas deformação à medida que migram através do dispositivo. Esta ferramenta pode ser útil para estudos que visam compreender melhor a metástase e em ensaios de alta taxa de transferência de drogas destinadas a identificar as moléculas que alteram a migração celular.
Reportagem seu trabalho na revista Microvascular Research, uma equipa de investigação conduzida por M. Mani Maran, Ph.D., descreveu a construção do seu dispositivo de monitoramento movimento celular usando técnicas litográficas. A característica principal do dispositivo é um conjunto de três canais microfluídicos paralelo, cada um separado do outro por uma linha perpendicular das lacunas de uma das três micrômetros de espessura ou 10 micrômetros de largura. Uma única célula percorre, quer do exterior de dois canais, enquanto que uma solução contendo um chemoattractant - um produto químico que desencadeia a migração de células - flui através do canal central. Todo o dispositivo se senta em um microscópio para que em tempo real de imagens de movimento celular através do dispositivo.
Os pesquisadores estudaram a migração de células com três diferentes linhas de células tumorais humanas, os quais apresentaram comportamento semelhante para o dispositivo. Células que flui através do canal revestido por 10 clareiras micrômetro movido facilmente por pequenas fendas no canal central, e os pesquisadores foram capazes de medir a velocidade com que as células se mudou e observar como as células deformadas como deslizou através dos canais. Em contraste, as células que flui através do canal revestido por três lacunas micrômetro sondou as lacunas, mas não atravessar o canal central. Os pesquisadores observaram as células parar uma lacuna, investigando, e então recuando e continuando até o canal para a abertura seguinte. Os pesquisadores foram capazes de monitorar as células do dispositivo por até cinco dias antes que as células morreram.
Ao forçar as células a passar pela 3 lacunas micrômetro - os pesquisadores não tinham detalhes como eles conseguiram esse feito - os pesquisadores foram capazes de comparar a forma como as células se deformam à medida que passam através do e menores espaços maiores. A partir destes dados, os pesquisadores concluíram que as membranas das células cancerosas não conseguem suportar o aumento de duas vezes da tensão superficial que ocorre quando atravessar o menor desnível em relação à maior abertura. Eles notam que estes resultados sugerem que pode ser possível atingir a elasticidade da membrana celular como um meio de matar células do câncer metastático.


Este trabalho é detalhado em um documento intitulado "Uma observação quantitativa e imagem de tumor de células de migração única e deformação usando uma lacuna de vários dispositivos microfluídicos representando o vaso sanguíneo." Investigadores da Universidade Nacional de Cingapura também participaram deste estudo. Um sumário deste papel está disponível através do PubMed. Ver resumo .
http://nano.cancer.gov