“Microcervejaria” wearable salva o corpo humano dos danos da radiação

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Anonim

Da mesma forma que a levedura produz cerveja e pão pode ajudar os funcionários do laboratório do hospital a rastrear melhor sua exposição diária à radiação, permitindo uma avaliação mais rápida dos danos nos tecidos que podem levar ao câncer.

Mas, em vez de construir adegas ou fornos portáteis, os pesquisadores da Universidade de Purdue projetaram "microcervejarias" de levedura dentro de crachás descartáveis ​​feitos de papel para freezer, alumínio e fita. A simples adição de uma gota de água ativa a levedura para mostrar a exposição à radiação como lida por um dispositivo eletrônico.

Em um nível comercial, o dispositivo de leitura poderia um dia ser um tablet ou telefone. O crachá também pode ser adaptado no futuro para trabalhadores de usinas nucleares e vítimas de desastres nucleares.

"Você usaria o crachá quando estivesse no laboratório e o reciclaria depois de verificar sua exposição conectando-o a um dispositivo", disse Manuel Ochoa, pesquisador de pós-doutorado na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação de Purdue.

Trabalhadores de radiologia são regularmente expostos a baixas doses de radiação quando obtêm imagens do paciente, como raios-X. Embora os equipamentos de proteção mantenham os trabalhadores em uma faixa segura de exposição à radiação, absorver um pouco ainda é inevitável.

Doses de radiação rastejando acima diretrizes regulamentadas representam risco para o desenvolvimento de condições como câncer, catarata, irritação da pele ou doença da tireóide.

"Atualmente, os trabalhadores de radiologia são obrigados a usar crachás, chamados dosímetros, em várias partes de seus corpos para monitorar sua exposição à radiação", disse Babak Ziaie, professor de engenharia elétrica e de computação da Purdue. "Eles usam os crachás por um mês ou dois, e depois os enviam para a empresa que os fabricou. Mas são necessárias semanas para que a empresa leia os dados e envie um relatório de volta ao hospital. A nossa leitura instantânea é muito custo mais baixo."

O sucesso do emblema está na resposta rápida e mensurável da levedura à radiação: quanto maior a dose de radiação, maior a porcentagem de células de levedura que morrem. Molhar o crachá ativa as células que ainda estão vivas para ingerir glicose e liberar dióxido de carbono - o mesmo processo de fermentação responsável pelo preparo da cerveja e pelo aumento do pão.

Quando o dióxido de carbono borbulha na superfície, os íons também se formam. A concentração desses íons aumenta a condutividade elétrica da levedura, que pode ser medida conectando-se o emblema a um sistema de leitura.

"Usamos a mudança nas propriedades elétricas do fermento para nos dizer quanto dano de radiação ele incorreu. Uma diminuição lenta na condutividade elétrica ao longo do tempo indica mais danos", disse Rahim Rahimi, pesquisador de pós-doutorado Purdue em engenharia elétrica e de computação.

Os números do sistema de leitura se traduzem em rads - as unidades usadas por entidades como a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional para especificar limites sobre a quantidade de radiação que o tecido humano pode absorver com segurança. Pele de todo o corpo, por exemplo, não deve ser exposta a mais de 7, 5 rad durante um período de três meses.

Os pesquisadores puderam detectar uma dose de radiação tão pequena quanto 1 milirad nos crachás de fermento, o que é comparável aos crachás comerciais atuais.

A levedura também é conhecida por ser geneticamente similar ao tecido humano. Os dados dos distintivos podem, portanto, informar futuros trabalhos sobre como os danos causados ​​pela radiação acontecem ao DNA e às proteínas humanas.

"Para o fermento, parece que a radiação afeta principalmente as paredes celulares da membrana e mitocôndrias", disse Ochoa. "Já que os biólogos já estão familiarizados com a levedura, então estamos mais propensos a entender o que está causando os efeitos biológicos da radiação na matéria orgânica."

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