No início de 2014, a Google anunciou uma iniciativa que, se fosse bem sucedida, parecia destinada a posicionar Silicon Valley como uma grande força no espaço da saúde.
Em uma postagem de bloga empresa revelou que começou a desenvolver um protótipo de lente de contato inteligente que poderia medir os níveis de glicose nas lágrimas por meio de um sensor miniaturizado aninhado dentro de suas camadas. Os protótipos poderiam gerar uma leitura uma vez a cada segundo.
Se a tecnologia tivesse sido bem-sucedida, teria feito duas grandes coisas. Em primeiro lugar, teria sido uma mudança de jogo para aproximadamente 830 milhões de pessoas viver com diabetes em todo o mundo, pois teria proporcionado um meio muito mais fácil para a monitorização frequente da glicose, o que está ligado a melhores resultados de saúde a longo prazo. Mas também teria sido um avanço para os wearables de consumo. Uma lente inteligente bem-sucedida teria provado que uma grande empresa de tecnologia poderia resolver um problema biomédico central e teria permitido ao Google competir com empresas tradicionais de dispositivos médicos e torná-lo um participant legítimo no setor de saúde.
Mas isso não aconteceu.
Apesar da fanfarra e da expectativa em torno do anúncio, apenas dois anos após o início do empreendimento, o relatório, incluindo uma investigação STAT de 2016mostrou que o projeto estava repleto de contratempos. A questão principal period de ciência básica: as lágrimas eram simplesmente um fluido não confiável para medir os níveis de glicose no sangue. Numa escala maior, também revelou algumas outras questões relacionadas com a fusão da tecnologia de consumo e da saúde. Por um lado, miniaturizar o {hardware} nem sempre é suficiente, já que a biologia humana é barulhenta e confusa. E segundo, os dispositivos médicos exigem dados extremamente precisos e confiáveis. Um dispositivo que estima a contagem diária de passos pode, por razões óbvias, ser bom o suficiente, mas um que mede a glicemia em pessoas com diabetes? Bom o suficiente não vai resolver.
Hoje, os cientistas ainda estão trabalhando para descobrir o que continua a ser um dos santo graais dos wearables: monitoramento de glicose verdadeiramente não invasivo. Ao contrário das lentes de contato inteligentes, esses dispositivos não entrariam em contato com fluidos corporais. Em vez disso, eles detectariam a assinatura molecular única da glicose através da pele e então usariam esse sinal para estimar indiretamente os níveis de glicose no sangue. Este continua sendo um dos problemas mais desafiadores da engenharia biomédica. Mas os investigadores estão lentamente a aprofundar a física, a química e a ciência dos materiais necessárias para atingir este objetivo – e estão mais perto do que nunca.
Sinal para ruído
As lentes de contato inteligentes do Google falharam devido a um problema biológico basic: nosso corpo tem um monte de coisas flutuando dentro dele, e a glicose é apenas um componente extremamente pequeno.
Quando alguém pica o dedo para medir os níveis de glicose, coloca uma pequena gota de sangue em uma tira de teste descartável. Essas tiras de teste contêm uma enzima que reage especificamente com a glicose contida naquela gota de sangue. Durante a reação, a glicose é oxidada e libera elétrons, que são transferidos através de produtos químicos mediadores para minúsculos eletrodos na tira. O medidor de glicose mede a corrente elétrica resultante e, como mais glicose produz mais fluxo de elétrons, o medidor pode calcular a concentração de glicose no sangue. Os monitores contínuos de glicose (CGMs) funcionam usando uma química semelhante, mas em vez de testar uma gota de sangue, eles medem continuamente a glicose no fluido intersticial emblem abaixo da pele.
Uma das principais razões pelas quais esses dispositivos funcionam tão bem é que a química é altamente específica e controlada. As enzimas envolvidas na reação reagem quase exclusivamente com a glicose, com a qual entra em contato direto no sangue ou no fluido intersticial. E, mais importante, os níveis de glicose tanto no líquido intersticial quanto no sangue flutuam de forma semelhante.
Mas as coisas ficam complicadas quando você usa lágrimas. A concentração de glicose nas lágrimas já é mais baixa e flutua de maneiras que nem sempre são uma representação precisa dos níveis de glicose no sangue. As coisas ficam ainda mais complicadas quando você não está em contato com nenhum fluido.
O conceito de monitoramento não invasivo não é novo. Quando um dispositivo inteligente, como um Apple Watch ou Fitbit, mede a frequência cardíaca, ele o faz monitorando as alterações no quantity sanguíneo nos minúsculos vasos sanguíneos próximos à pele. O dispositivo ilumina a pele e o sangue absorve essa luz mais do que o tecido circundante. À medida que o coração bate, o quantity sanguíneo aumenta e diminui. Essa mudança é registrada na quantidade de luz refletida de volta ao sensor. Ao detectar esse padrão repetitivo ao longo do tempo, o dispositivo calcula quantos batimentos cardíacos ocorrem por minuto. Com esta tecnologia, os wearables de hoje são incrivelmente precisos no que diz respeito à frequência cardíaca.
Então, por que a glicose é tão diferente? A frequência cardíaca concentra-se nas mudanças no quantity complete de sangue, o que realmente não funciona para a glicose. O sangue é composto por uma mistura de várias células, proteínas, água e outras substâncias, e a glicose é apenas uma pequena fração disso, diz Judith Su, professora associada de ciências ópticas e engenharia biomédica na Universidade do Arizona. Para detectar a glicose em todos esses componentes do sangue, você basicamente precisa encontrar uma maneira de distinguir a glicose de todas essas outras coisas.
“O principal desafio é sinal-ruído”, Su disse ao Gizmodo. “No laboratório você consegue distinguir facilmente a glicose, mas o que torna isso tão difícil é o fato de o corpo humano ser bastante complexo.”
“A glicose produz este sinal muito pequeno e está presente em concentrações muito baixas em comparação com tudo o resto no corpo, especialmente a água, que domina o sinal na maioria das técnicas de medição. A segunda coisa é que não tem necessariamente uma assinatura única muito forte, por isso, quando mede algo, tende a sobrepor-se a sinais de outras moléculas, e a terceira é que fica distorcido pelo seu tecido”, diz Su.
Devido à natureza meticulosa da glicose, os pesquisadores precisavam de uma ferramenta que fosse capaz de identificar algo dentro da molécula do açúcar que fosse exclusivo dela. Essa necessidade de especificidade atraiu os cientistas para a espectroscopia Raman.
Um fóton em um milhão
A espectroscopia Raman funciona iluminando uma amostra com um laser e medindo como uma pequena fração dessa luz muda após interagir com certas moléculas, diz Arianna Bresci, engenheira óptica e associada de pós-doutorado no Laser Biomedical Analysis Middle do MIT.
Com a espectroscopia Raman, um dispositivo envia um feixe de laser de cor única para um materials, como a pele. A maior parte dessa luz – 99,999% dela – retorna inalterada. Mas uma fração muito pequena desses prótons interage com as moléculas e faz com que vibrem. Essa interação resulta na reflexão desses fótons de uma maneira ligeiramente, mas distintamente diferente, dos outros 99,999% dos fótons. Como moléculas diferentes, como a glicose, têm estruturas de ligação diferentes, elas deslocam a luz em padrões distintos. A partir desses padrões distintos, os pesquisadores podem criar o que é chamado de espectro Raman.
Na prática perfeita, um sensor muito sensível mede a luz fraca deslocada por Raman e filtra a luz laser unique. Em seguida, um sistema de computador compara o espectro de luz medido com espectros de referência conhecidos. Uma vez que corresponda aos padrões, ele pode identificar a molécula. Finalmente, a intensidade dos picos característicos reflete a quantidade de glicose presente. Assim, um pico pequeno significaria uma leitura de glicose mais baixa e um pico maior significaria uma leitura de glicose mais alta. Parece simples, mas é incrivelmente difícil.
“Entre todas as técnicas ópticas não invasivas, Raman é uma de elite porque você pode rastrear uma molécula específica”, diz Bresci. “Mas a desvantagem é que o sinal Raman tem intensidade muito baixa… para cada milhão de fótons que entram, apenas um é um fóton Raman.”
Prova de conceito
No MIT, Jeon Woong Kang, cientista pesquisador da universidade que estuda óptica biomédica, está liderando o projeto de monitoramento não invasivo da glicose, do qual Bresci faz parte. Em 2020, a equipe provou que podia medir com precisão os sinais Raman de glicose diretamente da pele. Parte da razão para esta descoberta foi que eles descobriram que podiam filtrar o “ruído” indesejado de outros componentes do tecido corporal, iluminando a pele com luz infravermelha próxima em um ângulo diferente daquele em que coletaram o sinal Raman.
Este foi um grande avançomas exigia um dispositivo do tamanho de uma impressora de mesa. Desde então, sua equipe tem trabalhado para tornar o sistema menor. Em dezembro de 2025, a equipe do MIT publicou um estudo mostrando que eles criaram com sucesso um dispositivo funcional do tamanho de uma caixa de sapatos e o testaram em monitores de glicose tradicionais.
Idealmente, ele eventualmente chegaria a um dispositivo vestível tão pequeno quanto um Apple Watch ou até mesmo um anel inteligente Oura. Mas isso ainda está muito longe. Como os sinais Raman são extremamente fracos, o sistema para capturá-los requer componentes ópticos grandes e altamente sensíveis, como um poderoso laser, lentes e filtros, e um espectrômetro. Especificamente para a detecção de glicose, esse desafio é multiplicado porque o sinal de glicose na pele é minúsculo em comparação com outras substâncias ao seu redor. Quanto menor o dispositivo, menos luz ele coleta, normalmente, tornando mais difícil detectar a glicose (o sinal) de todos os outros ruídos.
Outra parte do problema remonta a uma razão pela qual os contatos inteligentes do Google falharam. Para criar um dispositivo que mede a glicose no sangue, você precisa ser extremamente preciso ou nem se preocupar em tentar.
Agora que a equipa do MIT tem um protótipo funcional, os seus próximos objetivos são continuar a tornar o dispositivo ainda mais pequeno e testá-lo em ensaios clínicos para garantir que é tão bom quanto o atual padrão ouro: a picada no dedo. Eles entregaram esta parte do desenvolvimento para uma empresa iniciante, Apolodo qual Kang é membro.
“Nosso parceiro industrial, Apollon, tem um plano para lançar o produto no mercado no ano de 2029 ou 2030”, diz Kang. “Então esse é o cronograma deles, porque precisamos passar pela autorização do FDA antes de vendê-lo no mercado.”
O futuro do monitoramento não invasivo da glicose depende de os pesquisadores conseguirem reduzir a óptica de uma sala de laboratório inteira em um dispositivo vestível.
