Princípio de medição dos sensores implantáveis

O sensor implantável é um pequeno cilindro, aproximadamente do tamanho de meio fósforo, que o médico introduz sob a pele, habitualmente na parte superior do braço. O procedimento é curto e realiza-se sob anestesia local (lidocaína). Uma vez colocado sob a pele, o sensor fica rodeado pelo líquido intersticial e mede a concentração de glicose nesse líquido, sem qualquer contacto direto com os vasos sanguíneos.

O revestimento exterior do sensor é formado por uma fina camada de polímero poroso. A glicose do líquido intersticial entra e sai livremente através dessa camada, pelo que a quantidade de glicose no revestimento acompanha de perto a que existe no tecido em redor. No interior do cilindro encontram-se uma pequena fonte de luz, detetores de luz e um sensor de temperatura. De poucos em poucos minutos, o aparelho ativa-se durante uma fração de segundo, acende a luz, lê a resposta da camada de polímero, transmite-a e volta a ficar inerte [1].

O sensor implantável usa uma tecnologia ótica, baseada na fluorescência. É diferente da tecnologia enzimática e elétrica dos sensores comuns (transcutâneos). Na camada de polímero estão fixadas moléculas indicadoras, construídas em torno de grupos de ácido borónico. Estes grupos ligam-se de forma reversível e seletiva às moléculas de glicose e depois libertam-nas, sem as alterar [2].

A ligação da glicose muda o comportamento ótico da molécula indicadora. Uma pequena fonte de luz no interior do sensor envia um feixe para a camada de polímero. As moléculas indicadoras respondem emitindo, por sua vez, luz, mas de outra cor (comprimento de onda). Este fenómeno chama-se fluorescência. Quantas mais moléculas indicadoras tiverem glicose ligada, mais intensa é a luz que emitem. O detetor do sensor mede essa intensidade e converte-a num valor da concentração de glicose. Substâncias como o paracetamol ou a vitamina C não alteram o resultado, porque aqui não ocorre nenhuma reação enzimática, como mostra a figura abaixo [3].

Quando a concentração de glicose no líquido intersticial sobe, entram cada vez mais moléculas de glicose na camada de polímero, que se ligam às moléculas indicadoras. O resultado é uma luz fluorescente mais intensa em cada medição. Quando a concentração de glicose desce, a glicose solta-se das moléculas indicadoras e sai dessa camada, e a luz fluorescente enfraquece. A ligação e a libertação acontecem de forma rápida e contínua, pelo que o sinal luminoso acompanha as variações no tecido [2] [4].

O sinal luminoso em bruto não é, contudo, suficiente. O sensor mede ao mesmo tempo a temperatura local, porque a temperatura influencia tanto a luz enviada às moléculas indicadoras como a fluorescência que estas emitem [1]. Um canal de referência (uma medição de controlo) verifica quão intensa é, na realidade, esta luz de estimulação. O programa de cálculo tem em conta o tempo decorrido desde a implantação e o lento desgaste das moléculas indicadoras expostas à luz. De todos estes elementos resulta um valor corrigido da concentração local de glicose [4].

O sensor implantado não tem bateria nem emite continuamente um sinal de rádio próprio. O componente usado sobre a pele, colocado exatamente por cima do local da implantação, contém uma bobina que gera, de poucos em poucos minutos, um campo magnético (NFC). Esse campo atravessa a pele e alimenta o sensor durante menos de um segundo. No resto do tempo, o sensor permanece inativo [1].

Pelo mesmo campo magnético circula também a informação. O sensor altera ligeiramente o campo, e o componente colocado sobre a pele lê essas alterações, obtendo assim a intensidade do sinal luminoso em bruto, juntamente com a temperatura medida. A partir desse sinal, o componente externo calcula o valor corrigido da concentração de glicose, guarda-o localmente e envia-o por Bluetooth para a aplicação do telemóvel [2] [5]. O campo magnético só atua a uma distância muito curta. Sem o componente bem colocado sobre a pele, o sensor não pode ser ativado nem é possível comunicar com ele.

Não. As moléculas indicadoras do sensor implantável ligam-se à glicose e depois libertam-na, sem a decompor e sem a transformar noutra coisa. Chama-se medição por afinidade, ou seja, por atração reversível, e a quantidade de glicose no tecido mantém-se inalterada. Na prática, o sensor lê um equilíbrio entre quantas moléculas de glicose estão ligadas, em cada momento, às moléculas indicadoras [6].

Os sensores clássicos, usados sobre a pele, funcionam de outra maneira. Utilizam uma enzima, a glicose-oxidase, que decompõe a glicose à superfície de um elétrodo e gera uma corrente elétrica proporcional à concentração de glicose. A quantidade consumida é ínfima e não altera a tua glicemia, mas a reação depende da presença de oxigénio e vai esgotando gradualmente a enzima. A grande vantagem da medição por afinidade é a estabilidade a longo prazo, que permite aos modelos atuais de sensor implantável funcionar até um ano [7].

A deteção da glicose acontece inteiramente dentro do sensor implantado, porque é aí que estão a camada de polímero com moléculas indicadoras, a fonte de luz e os detetores. O componente usado sobre a pele não contacta com o líquido intersticial, pelo que não deteta ele próprio a glicose [2]. Ainda assim, é este componente que calcula o valor apresentado, a partir do sinal recebido do implante, sendo por isso indispensável para que o sistema funcione.

O componente externo:

• alimenta o sensor;
• desencadeia cada medição;
• recebe o sinal em bruto;
• converte-o num valor da concentração de glicose através de cálculos e correções;
• guarda os valores;
• avisa-te por vibração quando é preciso;
• envia os dados para o telemóvel [5].

Se o retirares, o sensor fica no lugar e sem danos, mas não é registado nenhum valor até o voltares a colocar, bem posicionado por cima do implante. O componente externo deste sistema de monitorização contínua da glicemia chama-se transmissor.