Com benefícios tão evidentes, a IDTechEx estima que o mercado de adesivos cutâneos para aplicações na área da saúde atinja cerca de 4 mil milhões de dólares até 2030. Os componentes eletrónicos impressos/flexíveis são extremamente adequados para adesivos cutâneos vestíveis devido ao seu baixo peso, flexibilidade/conformabilidade e potencial para fabrico de alto desempenho e baixo custo destes artigos descartáveis.
A necessidade de monitorização contínua:
Uma grande tendência no sector da saúde é a mudança para a monitorização contínua, que oferece inúmeros benefícios. Em primeiro lugar, em vez de se deslocarem a um consultório médico ou a um hospital para uma consulta, os pacientes podem permanecer em casa. A situação atual da COVID-19 veio realçar este benefício, uma vez que os doentes podem ter a sua temperatura medida remotamente, sem interagir com os profissionais de saúde e, assim, evitar o risco de transmitir ou contrair o vírus.
Uma vantagem adicional é que a monitorização contínua permite a aquisição de dados com uma resolução temporal muito maior do que seria possível com consultas presenciais, uma vez que o adesivo cutâneo pode ser utilizado a todo o momento. Estes dados adicionais, juntamente com a análise através da aprendizagem automática, deverão facilitar diagnósticos mais precisos e uma medicina preventiva mais eficaz.
Monitorização de sinais elétricos
A monitorização de sinais elétricos é uma importante aplicação para os adesivos de pele vestíveis. Isto pode incluir eletrocardiogramas (ECGs) para investigar o coração, eletromiografia (EMG) para registar os sinais elétricos dos músculos e até detetar a atividade cerebral em doentes epilépticos.
Geralmente, são fabricados utilizando tintas condutoras elásticas impressas em serigrafia e elétrodos, estes últimos feitos de uma mistura de prata e cloreto de prata. As pistas condutoras são normalmente impressas num padrão ondulado para aumentar a elasticidade, enquanto a maioria dos componentes eletrónicos está atualmente contida dentro de uma caixa rígida. Os elétrodos e as pistas condutoras também estão a ser integrados em têxteis eletrónicos, seja num substrato elástico que é posteriormente aderido ou impresso diretamente no tecido.
Deteção de Pressão e Tensão:
Para além da monitorização de sinais elétricos, tanto a pressão como a tensão podem ser medidas através de sensores impressos/flexíveis. Por exemplo, a incorporação de um sensor piezoresistivo de película fina com um formato específico pode medir continuamente a pressão exercida pelas ligaduras e alertar a equipa médica caso a ligadura necessite de ajuste. Manter uma pressão adequada é crucial: uma ligadura demasiado frouxa é ineficaz, enquanto uma ligadura demasiado apertada restringe desnecessariamente o fluxo sanguíneo para a área afetada.
Outra aplicação em teste é a monitorização do movimento articular utilizando sensores capacitivos de deformação impressos, incorporados, por exemplo, em joelheiras e cotoveleiras. Isto é útil para os doentes em fisioterapia, pois permite avaliar continuamente a amplitude e a quantidade de movimento.
A monitorização de feridas,
atualmente em fases iniciais de desenvolvimento, é outra aplicação médica promissora da eletrónica impressa/flexível. Atualmente, a única forma de monitorizar uma ferida é removendo o penso: integrando sensores e componentes eletrónicos, o processo de cicatrização pode ser monitorizado em tempo real sem necessidade de remover o penso.
Esta deteção pode envolver a medição de temperatura e pH, idealmente com resolução espacial para monitorizar o processo de cura. Está a ser desenvolvido um sistema de deteção multiparamétrico, utilizando múltiplos materiais funcionais impressos na mesma superfície para medir diferentes variáveis simultaneamente, o que é ideal para esta aplicação.
Eletrónica Híbrida Flexível:
Atualmente, a maior parte dos componentes eletrónicos de processamento de sinal e comunicação utilizados em adesivos de pele vestíveis e têxteis eletrónicos está contida numa estrutura rígida de plástico. Embora isto ofereça proteção e seja necessário para encapsular uma placa de circuito impresso rígida convencional, aumenta o volume e torna o adesivo ou a peça de vestuário desconfortável de usar.
Por conseguinte, estão a ser dedicados esforços significativos a posicionar o máximo possível de componentes eletrónicos em substratos flexíveis, em vez de utilizar uma placa de circuito impresso rígida. Esta abordagem é designada por eletrónica híbrida flexível (FHE, na sigla em inglês), uma metodologia de fabrico emergente que utiliza os melhores aspetos da eletrónica convencional e da eletrónica impressa/flexível. Combina interligações impressas e substratos flexíveis/extensíveis com componentes montados e é ideal para eletrónica vestível.
Embora a tecnologia FHE ainda esteja numa fase relativamente inicial, é muito promissora e permitirá aos dispositivos ultrapassar as limitações de formato impostas pelas placas de circuito impresso rígidas. De facto, a IDTechEx previu que o mercado de FHE em todas as suas aplicações atingirá um valor aproximado de 3,2 mil milhões de dólares até 2030.
Amplas Oportunidades em Tecnologia Vestível para Sensores Impressos/Flexíveis
Em resumo, a transição para a monitorização contínua da saúde e o interesse em têxteis eletrónicos para o rastreio de atividades físicas oferecem oportunidades substanciais para a eletrónica impressa/flexível. Isto inclui tanto sensores impressos para deteção de parâmetros biológicos como eletrónica híbrida flexível para processamento de sinal e comunicação sem fios.
