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Publicação
A review on biosensors and their applications in therapeutic drug monitoring
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 1.42 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Os biossensores são dispositivos com a capacidade de converter um estímulo biológico num sinal que será proporcional ao estímulo inicial. Quando aplicados à prática clínica podem ser utilizados para fins de diagnóstico e monitorização terapêutica por doseamento de moléculas de interesse. Este processo de doseamento é conseguido por um recetor que se liga à molécula de interesse, um transdutor que gera um sinal e uma componente de avaliação do sinal que fornece a leitura. Os biossensores, devido à facilidade de testagem, permitem um acompanhamento próximo do doente ao otimizar o tempo de resposta a alterações patológicas e promovem o estado de saúde do mesmo. Uma das principais metas é estabelecer-se como uma alternativa a procedimentos invasivos, demorados, dolorosos, que exigem profissionais treinados para a sua execução. Adicionalmente procura-se ainda a miniaturização destes dispositivos para que sejam facilmente integrados em dispositivos portáteis a ser utilizados pelo doente.
Esta monografia pretende, através de uma revisão narrativa, demonstrar a aplicabilidade dos biossensores na monitorização terapêutica do medicamento e como podem ser integrados na prática clínica diária.
A revisão está organizada em 7 capítulos. No primeiro é feita uma introdução aos biossensores. No segundo capítulo, descrevem-se os princípios de funcionamento dos biossensores ao nível da deteção de biomoléculas e produção e descodificação do sinal para obter a concentração do analito. Num terceiro capítulo são abordados os fluidos alternativos ao sangue e urina que, pela sua composição, acessibilidade e correlação com os analitos circulantes, mais se destacam neste tema, nomeadamente, o suor, a lágrima basal e a saliva. Posteriormente será aprofundado o conceito de monitorização da terapêutica de medicamentos e exemplificados casos de sucesso de vários grupos de investigação nesse âmbito com diferentes tipos de biossensores. Em seguida, são apresentados vários equipamentos já com integração de biossensores. Serão explorados os atuais desafios da utilização dos biossensores como a escassez de ensaios multiplex, o “biofouling”, a certificação da validade do método utilizado e a longevidade do biossensor. Em considerações finais verifica-se que é uma área com bastante desenvolvimento e potencial, sendo que futuramente cada vez mais estes dispositivos irão fazer parte dos cuidados de saúde ao doente.
Biosensors are devices with the ability to convert a biological stimulus into a signal that will be proportional to t he initial stimulus . When applied in clinical practice, they can be used for diagnostic and therapeutic monitoring purposes by dosing mo lecules of interest . This dosing process is achieved by a receptor that binds to the molecule of interest, a transducer that generates a signal, and a signal evaluation component that provides the reading. Due to their ease of testing, biosensors allow for close patient monitoring, optimizing the response time to pathological changes and promoting the individual's health status. One of the main goals is to establish them as an alternative to invasive, time consuming, painful procedures that require trained professionals to perform. Additionally, there is also a search for the miniaturization of these devices to easily integrate them into portable devices wearable by the patient. This monograph aims, through a narrative review, to demonstrate the applicability of biosensors in therapeutic drug monitoring and how they can be integrated into daily clinical practice. The review is organized into 7 chapters. The first chapter provides an introduction to biosensors. The second chapter describes the operating principles of biosensors in terms of biomolecule detection and signal production and decoding to obtain the analyte concentration. In the third chapter, alt ernative fluids to blood and urine are addressed, highlighting those that, due to their composition, accessibility, and correlation with circulating analytes, stand out in this field, namely sweat, basal tear, and saliva. The concept of drug therapy monito ring will be further explored, and successful case studies from various research groups using different types of biosensors will be provided. Subsequently, various equipment already integrated with biosensors will be presented. The current challenges of bi osensor use, such as the scarcity of multiplex assays, biofouling, ensuring the validity of the method used, and biosensor longevity, will be explored. In the final considerations, it is evident that this is an area with significant development and potenti al, and in the future, these devices will increasingly become part of patient healthcare.
Biosensors are devices with the ability to convert a biological stimulus into a signal that will be proportional to t he initial stimulus . When applied in clinical practice, they can be used for diagnostic and therapeutic monitoring purposes by dosing mo lecules of interest . This dosing process is achieved by a receptor that binds to the molecule of interest, a transducer that generates a signal, and a signal evaluation component that provides the reading. Due to their ease of testing, biosensors allow for close patient monitoring, optimizing the response time to pathological changes and promoting the individual's health status. One of the main goals is to establish them as an alternative to invasive, time consuming, painful procedures that require trained professionals to perform. Additionally, there is also a search for the miniaturization of these devices to easily integrate them into portable devices wearable by the patient. This monograph aims, through a narrative review, to demonstrate the applicability of biosensors in therapeutic drug monitoring and how they can be integrated into daily clinical practice. The review is organized into 7 chapters. The first chapter provides an introduction to biosensors. The second chapter describes the operating principles of biosensors in terms of biomolecule detection and signal production and decoding to obtain the analyte concentration. In the third chapter, alt ernative fluids to blood and urine are addressed, highlighting those that, due to their composition, accessibility, and correlation with circulating analytes, stand out in this field, namely sweat, basal tear, and saliva. The concept of drug therapy monito ring will be further explored, and successful case studies from various research groups using different types of biosensors will be provided. Subsequently, various equipment already integrated with biosensors will be presented. The current challenges of bi osensor use, such as the scarcity of multiplex assays, biofouling, ensuring the validity of the method used, and biosensor longevity, will be explored. In the final considerations, it is evident that this is an area with significant development and potenti al, and in the future, these devices will increasingly become part of patient healthcare.
Descrição
Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.
Palavras-chave
Biosensors Therapeutical drug monitoring Point-of-care testing Wearable devices Mestrado Integrado - 2023