Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State), University Park — InkDesign News — Uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Huanyu “Larry” Cheng desenvolveu um sensor inovador capaz de diagnosticar diabetes e pré-diabetes em minutos, apenas a partir de uma amostra de respiração. O estudo foi publicado no Chemical Engineering Journal, representando um avanço significativo no diagnóstico rápido e acessível dessas condições.
O Contexto da Pesquisa
O diabetes afeta atualmente cerca de 37 milhões de adultos nos Estados Unidos, sendo que um em cada cinco desconhece o diagnóstico. Os métodos tradicionais de detecção exigem exames laboratoriais e consultas médicas, tornando o processo oneroso e pouco prático para boa parte da população. Frente a esse cenário, a equipe de Penn State propôs uma solução baseada na detecção de biomarcadores presentes na respiração — uma alternativa mais rápida, barata e não invasiva. Pesquisas anteriores focaram na detecção de glicose em sangue ou suor, opções que apresentam limitações em termos de conveniência e acessibilidade.
Resultados e Metodologia
Os pesquisadores desenvolveram um sensor que identifica a presença de acetona no hálito, biomarcador cuja concentração acima de 1,8 partes por milhão está associada ao diagnóstico de diabetes. O dispositivo utiliza grafeno induzido por laser, material criado ao queimar filmes de poliimida com um feixe de CO2, gerando uma estrutura altamente porosa favorável à captação de gases.
Cheng destaca o diferencial do método:
“Este sensor só exige que você expire dentro de um saco, mergulhe o sensor e aguarde alguns minutos pelos resultados.”
(“This sensor only requires that you exhale into a bag, dip the sensor in and wait a few minutes for results.”)— Huanyu Cheng, Professor Associado, Penn State
Embora sensores prévios de respiração requisitassem análise laboratorial, o novo design permite leitura no local devido à seletividade aprimorada para acetona pela integração com óxido de zinco. Para superar o desafio da interferência da umidade presente no hálito, a equipe introduziu uma membrana seletiva que barra moléculas de água, permitindo apenas a passagem da acetona.
Implicações e Próximos Passos
A possibilidade de diagnosticar distúrbios metabólicos sem a necessidade de infraestrutura laboratorial promete expandir o acesso ao cuidado de saúde, especialmente em regiões ou contextos com limitação de recursos. A equipe de Cheng planeja aprimorar o sensor para uso direto sob o nariz ou embutido em máscaras, potencializando seu uso em monitoramento contínuo e personalização de intervenções de saúde.
“Se pudéssemos entender melhor como os níveis de acetona no hálito flutuam conforme dieta e exercícios — à semelhança das variações de glicose — teríamos uma oportunidade empolgante de aplicar isso além do diagnóstico do diabetes.”
(“If we could better understand how acetone levels in the breath change with diet and exercise, in the same way we see fluctuations in glucose levels depending on when and what a person eats, it would be a very exciting opportunity to use this for health applications beyond diagnosing diabetes.”)— Huanyu Cheng, Professor Associado, Penn State
O financiamento da pesquisa foi viabilizado pelo U.S. National Institutes of Health e pela U.S. National Science Foundation, com resultados promissores para futuras tecnologias diagnósticas e estratégias de saúde personalizada.
A implementação em larga escala do sensor poderá redefinir paradigmas do rastreamento preventivo do diabetes e ampliar seu uso para monitoramento metabólico em tempo real. Novos desdobramentos devem se concentrar tanto no design portátil quanto em aplicações clínicas e domiciliares, estabelecendo um novo marco para o diagnóstico por biomarcadores voláteis.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
