Sensor de ouro implantável pode ajudar a monitorar valores vitais e eficácia de medicamentos

Nanopartículas de ouro. (Imagem de Veronika Sapozhnikova, Konstantin Sokolov, Rebecca Richards-Kortum, M.D. Anderson Cancer Center; Rice University-National Institutes of Health).

Cientistas da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz desenvolveram um sensor implantável baseado em nanopartículas de ouro com cores estáveis. O sensor pode ser operado no corpo por vários meses. Embutido em um tecido polimérico artificial, o nanogold é implantado sob a pele e muda de cor para relatar informações sobre valores vitais e concentrações de substâncias ou medicamentos.

Até agora, os sensores implantáveis ​​não eram adequados para permanecer no corpo permanentemente porque o corpo os rejeita ou porque a cor do sensor era instável e desbotava com o tempo. No entanto, usando nanopartículas de ouro, a equipe da JGU conseguiu um dispositivo mais estável.

Em um estudo publicado na revista Nano Letters, os pesquisadores explicam que as nanopartículas de ouro agem como pequenas antenas para a luz: elas a absorvem e espalham fortemente e, portanto, parecem coloridas. Eles reagem às alterações em seu ambiente mudando de cor.

A forma como funciona pode ser descrita quando as nanopartículas são incorporadas em um hidrogel poroso com uma consistência de tecido, onde uma vez implantados sob a pele, pequenos vasos sanguíneos e células crescem nos poros. O sensor é então integrado ao tecido e não é rejeitado como corpo estranho.

“Nosso sensor é como uma tatuagem invisível, não muito maior que um centavo e mais fino que um milímetro”, disse Carsten Sönnichsen, co-autor do estudo, em um comunicado à mídia.

As nanopartículas de ouro são infravermelhas, portanto, não são visíveis a olho nu. Ainda assim, um tipo especial de dispositivo de medição pode detectar sua cor de forma não invasiva através da pele.

Para testar, o grupo implantou seus sensores de nanopartículas de ouro sob a pele de ratos sem pelos. As mudanças de cor nesses sensores foram monitoradas após a administração de várias doses de um antibiótico.

Conforme as moléculas do medicamento entram no sensor através da corrente sanguínea, elas se ligam a receptores específicos na superfície das nanopartículas de ouro e induzem a mudança de cor que depende da concentração da droga. Graças às nanopartículas de ouro de cor estável e ao hidrogel de integração de tecido, o sensor permaneceu mecanicamente e opticamente estável por vários meses.

“Estamos acostumados com o branqueamento de objetos coloridos com o tempo. Nanopartículas de ouro, entretanto, não branqueiam, mas mantêm sua cor permanentemente. Como eles podem ser facilmente revestidos com vários receptores diferentes, eles são uma plataforma ideal para sensores implantáveis”, disse Katharina Kaefer, primeira autora do artigo.

De acordo com Kaefer, esse conceito é generalizável e tem o potencial de estender a vida útil dos sensores implantáveis. Em sua opinião, sensores implantáveis ​​baseados em nanopartículas de ouro poderiam ser usados ​​para observar concentrações de diferentes biomarcadores ou drogas no corpo simultaneamente. Esses sensores podem ter aplicação no desenvolvimento de medicamentos, pesquisa médica ou medicina personalizada, como o gerenciamento de doenças crônicas.

Acesso mais sobre o estudo aqui.