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Candler Hobbs, Georgia Tech
Nova tecnologia viabiliza dispositivos pequenos o suficiente para serem implantados por meio de seringa
Por Redação SciAdvances
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Tecnologias vestíveis que realizam medições de grandezas importantes para a saúde (sensores) e tecnologias implantáveis que podem efetuar ações terapêuticas de controle (atuadores) – como a liberação controlada de fármacos dentro do corpo ou mesmo a estimulação de nervos – têm evoluído muito nos últimos anos.
Essas tecnologias têm enorme potencial para provocar uma verdadeira revolução na medicina personalizada e de precisão, através de ações terapêuticas que consideram parâmetros individuais e podem ser entregues em locais específicos do corpo, eventualmente sem precisar entrar na circulação sistêmica.
Mas esses dispositivos sensores e atuadores podem estar dispostos em lugares diferentes do corpo. Nesse caso, a interconexão não é simples, e persiste como desafio para o desenvolvimento de tecnologias completas que podem agir de modo automático, em malha fechada, completando o ciclo de controle.
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Georgia (Georgia Tech) e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, conseguiram criar um sistema de comunicação sem fio que usa os próprios tecidos corporais para transmitir sinais entre dispositivos vestíveis e implantes.
O novo conceito de comunicação foi chamado de ‘Sistema de Rede Sem Fio Inteligente e Autônomo’ (SWANS) e permite que os dispositivos fiquem interconectados de uma maneira inédita, o que viabilizaria a presença de sensores e atuadores em diferentes partes do corpo.
Os pesquisadores explicaram que o sistema SWANS utiliza a condutividade iônica natural dos tecidos corporais como meio de conexão entre os dispositivos, é escalável e permite múltiplas interconexões entre dispositivos e implantes, inclusive se estiverem localizados em uma região profunda do corpo.
O Dr. Alex Abramson, professor do Georgia Tech e autor sênior do estudo, destacou que a tecnologia torna possível posicionar sensores no local ideal para detectar um sinal biológico e colocar atuadores onde for mais eficaz para realizar uma ação terapêutica.
Cada implante é programado para responder a pulsos elétricos de tensão e duração específicas, transmitidos através do tecido de um dispositivo para outro. Uma central externa vestível coordena as leituras dos sensores dos implantes e direciona as ações terapêuticas executadas pelos demais dispositivos, de modo que o sistema SWANS precisa transmitir apenas pequenas quantidades de dados entre os dispositivos.
A inovação foi publicada na revista Science.
Para mostrar a funcionalidade da tecnologia, os pesquisadores realizaram o controle motor de dois membros em um rato, a partir de uma rede de sensores e interfaces neurais distribuída por todo o corpo do animal.
Após os sensores detectarem o movimento da pata dianteira do animal, um atuador era acionado autonomamente para estimular e contrair o músculo da pata traseira, simulando o padrão natural de caminhada do animal.
Com dimensões reduzidas, o implante testado pode ser implantado via seringa, evitando cirurgias e facilitando sua inserção.
De acordo com os pesquisadores, o baixo consumo de energia viabiliza que o implante bioeletrônico seja utilizado por um ano antes de ser substituído, se acionado uma vez ao dia.
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Acesse o artigo científico completo (em inglês).
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