Saúde

Como a camuflagem de lula pode ajudar a prevenir o câncer de pele em humanos
Os pesquisadores esperam que as pessoas usem este dispositivo para monitorar a exposição ao sol, mas o sensor também pode ser usado em outras situações em que há utilidade em medir a exposição à luz.
Por Eva Botkin-Kowacki - 24/02/2022


Uma equipe de cientistas do nordeste está usando a química da pele de lula para criar um dispositivo vestível que detecta níveis prejudiciais de radiação UV. Crédito: Alyssa Stone / Northeastern University

Não era o resultado que os cientistas queriam.

“Quando percebemos que ele mudava de cor na luz, ficamos super irritados”, diz Leila Deravi, professora assistente de química e biologia química da Northeastern. Isso significava que a substância não era estável o suficiente para as aplicações que Deravi tinha em mente.

Mas a decepção durou pouco, pois Dan Wilson, um cientista pesquisador do Instituto de Pesquisa Kostas da Northeastern, rapidamente percebeu que o resultado poderia ser transformado em um recurso em vez de um bug.

Wilson construiu a reação química indesejada para criar dispositivos do tamanho de uma moeda de dez centavos que mudam de cor quando são expostos a uma quantidade prejudicial de radiação ultravioleta, ajudando as pessoas a prevenir danos à pele que causam câncer. A invenção é essencialmente um pequeno adesivo que as pessoas podem colocar em uma camisa, chapéu ou maiô quando estão saindo.

"Todos nós sabemos mais ou menos que muito sol em um dia com alto índice de UV é ruim. Mas não sabemos necessariamente como isso se traduz em tempo ao sol", diz Wilson. “Isso é para fornecer uma indicação visual e qualitativa de quando você pode ter ficado muito tempo no sol e deve considerar passar algum tempo à sombra ou reaplicar seu protetor solar”.

O desenvolvimento deste dispositivo começou não com humanos, mas com lulas.

Na época, Wilson era um associado de pesquisa de pós-doutorado em Biomateriais Design Group da Deravi. Os estudos da equipe como criaturas do mar cefalópodes tentáculos, como polvos, lulas e chocos-se-camuflagem para se misturar com seu ambiente. Com um foco particular em lulas, os pesquisadores identificaram e isolado muitos mecanismos, pigmentos e reações químicas que permitem que os animais para alterar sua aparência com facilidade.

Quando ocorreu a descoberta tortuosa, Wilson estava testando uma substância crítica para as capacidades de mudança de cor da lula: um pigmento chamado xantomatina. A pequena molécula dá à pele da lula sua cor visível.

A equipe de Deravi já havia descoberto que a xanthommatina poderia ser manipulada para mudar de cor, e ela esperava que pudesse ser algo que pudesse ser integrado a materiais para uma variedade de aplicações, como vestuário ou outros produtos de consumo. Mas para que isso seja possível, ela diz, a xanthommatin precisaria ser estável e controlável em muitos ambientes.
 
Então, quando Wilson percebeu que a xanthommatin mudaria de cor quando deixada na bancada do laboratório sob luz ambiente natural, Deravi ficou inicialmente desapontado.

Mas Wilson viu essa revelação como uma oportunidade. Se a substância reage à radiação ultravioleta que é a luz solar, ela pode ser usada como um sensor exatamente para isso. E ele tinha exatamente o método em mente.

Na pós-graduação , Wilson estudou microfluídica em papel. Ele aproveitou esse conhecimento para construir um sistema que tinge pequenos pedaços de papel com o pigmento xantomatina e o ativa com o pressionar de um botão.

Crédito: Alyssa Stone / Northeastern University

O dispositivo vestível é do tamanho da ponta de um dos dedos de Wilson. É feito de cinco camadas finas de folhas de plástico cuidadosamente trabalhadas e um pedaço de papel redondo que foi tratado com o pigmento e seco. O sensor é ativado quando o usuário pressiona o "botão", um pequeno reservatório de fluido na borda do aparelho. Essa pressão empurra o fluido através de canais cortados em uma camada intermediária de plástico para hidratar o papel tratado. Uma vez molhado, ele reagirá sob a radiação UV, mudando de uma cor amarela/laranja para um vermelho quanto mais for exposto.

O plástico em si é feito principalmente do mesmo material usado para uma folha transparente para um retroprojetor. Há uma camada de base simples, depois a camada do canal, coberta com uma camada para selar todos os canais, exceto um pequeno orifício no meio do qual o fluido flui. A quarta camada é um espaçador, com um buraco largo cortado no qual Wilson coloca cuidadosamente o sensor de papel usando uma pinça longa e fina. A camada do sensor é coberta com uma fina película de plástico normalmente usada nas paredes ou no telhado de uma estufa. Wilson selecionou este material porque deixa passar o máximo de luz solar possível.

Wilson testou o dispositivo sob muitas condições, descritas em um artigo publicado este mês na revista ACS Sensors , e o calibrou para níveis de UV que as pessoas provavelmente experimentarão em uma variedade de condições naturais.

“Acho que você sempre fica surpreso com o que é um tempo de sol seguro”, diz ele. "Isso realmente depende do clima, mas pode levar minutos."

O protetor solar, no entanto, ajuda. Wilson tentou revestir o sensor com protetor solar e descobriu que a mudança de cor acontecia muito mais lentamente. Os usuários podem colocar protetor solar no dispositivo quando aplicarem protetor solar em sua própria pele, como forma de combinar sua aplicação com o alerta do sensor, diz ele.

Os pesquisadores esperam que as pessoas usem este dispositivo para monitorar a exposição ao sol, mas o sensor também pode ser usado em outras situações em que há utilidade em medir a exposição à luz. Por exemplo, a radiação UV é frequentemente usada para esterilizar ambientes. Deravi diz que esses adesivos podem ser usados ​​para indicar quando uma superfície foi exposta à radiação UV por tempo suficiente para ser totalmente esterilizada.

 

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