Desenvolvimento de biossensores não invasivos para captação de sinais eletroencefálicos baseados em alginato, com potencial utilização em recém-nascidos

Palavras-chave: Alginatos,Electrodos,Electroencefalografia,Hidrogel

O maior problema na monitorização de sinais eletroencefálicos em recém-nascidos resulta da agressividade do contacto entre o próprio sensor e a pele. Os problemas advêm da natureza do próprio elétrodo (geralmente metálico) e das pastas condutoras que são usadas para melhorar o contacto elétrico e facilitar a passagem do sinal. As pastas condutoras provocam reações alérgicas devido à presença de determinados compostos na sua constituição, tal como surfactantes. Para além disto, durante um exame prolongado, podem ocorrer micromovimentos do próprio sensor que provocam a abrasão da pele, devido ao contacto direto existente entre o sensor metálico e o escalpe. A necessidade de limpeza do escalpe e o contacto prolongado são operações algo agressivas, que podem causar lesões no recém-nascido. O objetivo deste trabalho é a preparação de um elétrodo húmido capaz de permitir uma gravação da atividade elétrica de qualidade confiável, usando um hidrogel de alginato. Este novo conceito de elétrodo será capaz de garantir o contacto entre o sensor e a pele através de um hidrogel, contribuindo para a atenuação do ruído devido à sua natureza semissólida e deformável. A grande percentagem de água do hidrogel proporcionará um forte efeito hidratante à superfície da pele, colaborando para o aumento do contacto entre a pele e o elétrodo, redução de impedância, redução do desconforto do bebé e facilidade de utilização. A natureza biocompatível do hidrogel, a capacidade em se conformar a uma área específica e manter essa forma semissólida durante todo o exame diminui a possibilidade de reações alérgicas e de abrasão da pele. O hidrogel funcionará como uma almofada impedindo o contacto direto entre o sensor e o escalpe. Por outro lado, escolheu-se o alginato devido às suas propriedades de biocompatibilidade e devido à sua capacidade de se ligar eficientemente a catiões bivalente, tais como Ca2+. O hidrogel apresenta deste modo uma excelente biocompatibilidade química e mecânica com os tecidos biológicos. As propriedades do hidrogel foram otimizadas para garantir um equilíbrio entre o tempo de injeção e o tempo de gelificação. Pretende-se que o hidrogel gelifique rapidamente para evitar escoamento mas, em contrapartida, tem que ter um comportamento mecânico ideal para ser facilmente injetável. Através de análises químicas e reológicas foi possível estudar a cinética de gelificação do hidrogel. Para o fabrico do substrato do elétrodo foi escolhida a poliamida. Este material foi revestido com prata através da técnica de Electroless Plating. A utilização de um polímero revestido com prata para fabrico do elétrodo, em substituição da prata maciça, é um novo conceito que se pretende demonstrar também. As imagens SEM mostraram que a poliamida é o material ideal para construção do substrato do biossensor devido à homogeneidade e uniformidade da superfície de revestimento. A deposição de uma camada de AgCl sobre o revestimento de Ag através da aplicação de um corrente permitiu a estabilização do potencial do elétrodo e diminuição da impedância. A espectroscopia de impedância eletroquímica mostrou que a poliamida permite a construção de um sensor estável e com baixas impedâncias. A conclusão deste estudo com os testes in-vivo em adultos saudáveis comprovou a fiabilidade deste novo conceito de elétrodo

Área científica: Ciências Exactas e Naturais