Claire Swedberg
Pesquisadores europeus desenvolveram uma bandagem inteligente com RFID destinada a transmitir sem fio dados sobre o processo de cicatrização de uma ferida, com base nos níveis de umidade, reduzindo assim a necessidade de remover o curativo do paciente e inspecionar fisicamente a lesão. A bandagem inteligente, desenvolvida na University of Bologna, consiste no que os pesquisadores chamam de material de detecção de nível de umidade, um chip UHF RFID embutido e uma antena tecida no tecido da bandagem e leitores FID de prateleira usando medições de impedância, via transmissão RFID, para determinar a quantidade de líquido presente e, portanto, a saúde da ferida.
O grupo está desenvolvendo protótipos que podem ser impressos em 3D e integrados em bandagens comerciais. Os pesquisadores também estão testando o sistema com a tecnologia Near Field Communication (NFC) para que os usuários possam empregar um smartphone em vez de um leitor RFID dedicado para capturar dados sem fio. No longo prazo, diz Beatrice Fraboni, professora de física da Universidade de Bolonha, o grupo espera trabalhar com empresas de tecnologia para comercializar a solução e obter aprovação para começar a testá-la em pacientes vivos. Fraboni e seus colegas publicaram um artigo sobre sua pesquisa na Frontiers in Physics.
Até agora, Fraboni diz: “O grupo desenvolveu uma gama de curativos com várias camadas e diferentes propriedades e características de absorção”, que podem variar dependendo da ferida específica de uma pessoa e das necessidades de cura. Por exemplo, o processo de cicatrização de uma queimadura seria monitorado de forma diferente de uma incisão cirúrgica. Um pouco de umidade é necessária para o processo de cicatrização de uma queimadura, enquanto a umidade de uma incisão pode indicar uma infecção potencial.
“‘A ideia é que cada tipo de ferimento possa ter seu próprio curativo apropriado”, explica Fraboni, “desde feridas com exsudação lenta até feridas com exsudação elevada.” O tratamento tradicional de feridas geralmente requer que médicos e pacientes passem pelo processo destrutivo de desembrulhar uma ferida para inspecioná-la fisicamente. A remoção do curativo de uma ferida muitas vezes pode rasgar o tecido em cicatrização e causar danos, e esse tipo de exame também pode ser demorado para um paciente, que normalmente precisa visitar um médico para verificar a ferida.
O grupo de pesquisa estava focado na construção de uma solução que incluiria um tecido inteligente sem fio. O curativo é feito de um polímero condutor conhecido como poli (3,4-etilenodioxitiofeno) poliestireno sulfonato (PEDOT: PSS), em uma camada estampada em gaze e pode ser utilizada para identificar alterações nos níveis de umidade. Um chip RFID é conectado a duas antenas tecidas no tecido. Os esforços de projeto e engenharia do grupo incluíram o emprego de uma camada de material que poderia absorver e remover o líquido assim que a umidade fosse detectada, de modo que a próxima leitura refletisse as condições atuais de umidade.
O sistema de bandagem inteligente opera monitorando variações de impedância com base na resposta à interrogação por um leitor de RFID. A impedância muda, dependendo dos estados seco e úmido da antena. O grupo projetou o sistema de forma que as configurações do leitor pudessem ser ajustadas para detectar os valores apropriados do sensor, com base na quantidade de impedância, para uma cura ideal dependendo de uma variedade de feridas. O desenvolvimento do sistema começou com a escolha dos materiais, lembra Fraboni, que o grupo queria que fossem biocompatíveis, descartáveis e baratos.
PEDOT: PSS, Fraboni diz, atendia a esses requisitos. Como poderia ser serigrafado em dois tipos diferentes de gaze – raiom de gaze e PET de gaze – o material reduz os custos potenciais de manufatura e as demandas de energia relacionadas à manufatura, observa ela. O polímero condutor é impresso na forma de uma linha no meio da gaze, junto com dois fios condutores de aço inoxidável costurados no revestimento condutor, que atuam como a antena RFID. O chip é codificado com um número de identificação exclusivo que é transmitido quando interrogado por um leitor.
Se a tecnologia puder ser impressa diretamente na gaze, explica Fraboni, o custo e o impacto ambiental da fabricação podem ser reduzidos. O processo de fabricação padrão de depositar um semicondutor no dispositivo sensor, por exemplo, que é usado para a construção de tags RFID, pode ser eliminado, assim como os produtos químicos e a energia usados. Em um caso de uso típico, um médico poderia aplicar o curativo no ferimento de um paciente e, em seguida, enviar o paciente para casa com um leitor RFID UHF de mão emprestado, com firmware e configurações específicas para aquele ferimento. Dessa forma, para as necessidades de cada paciente, poderia ser definido o limite no qual um alerta poderia ser enviado aos médicos.
Os pacientes seguiriam as instruções para interrogar a etiqueta RFID embutida em suas bandagens em intervalos específicos, como a cada oito horas. Os dados seriam capturados pelo leitor e poderiam ser exibidos na tela do dispositivo para o paciente, além de serem transmitidos ao provedor de saúde por meio de uma conexão de celular. A identificação única da bandagem, associada a esse paciente, bem como a leitura do sensor com base na impedância, poderiam fornecer ao médico informações indicando como a ferida do paciente está cicatrizando.
Embora já existam alguns sistemas RFID comercialmente disponíveis que podem detectar umidade em aplicações específicas, como monitoramento de fraldas em ambientes hospitalares e detecção de vazamentos em sistemas automotivos, a bandagem inteligente é projetada para ser mais sensível, Fraboni diz, detectando umidade em níveis intermediários 5 e 20 microlitros (0,0003 e 0,0007 onça).
Os pesquisadores agora estão trabalhando em um protótipo, diz Fraboni. O plano é construir o sensor de impedância de umidade diretamente em um curativo comercial, a fim de fornecer tratamento para a cicatrização de feridas. O próximo protótipo deve envolver uma versão NFC da bandagem que pode ser interrogada por um smartphone. Os pesquisadores esperam trabalhar com empresas de tecnologia que possam levar o produto ao mercado comercialmente.