Biomedicina

Suturas Inteligentes que Detectam Infecções

Fios de plástico ou seda cobertos com sensores de temperatura e de micro-aquecedores poderiam manter o controle sobre infecções e fornecer terapia.

  • Segunda-Feira, 27 de Agosto de 2012
  • Por Prachi Patel
  • Tradução por Elisa Matte (Opinno)

Suturas cirúrgicas não são mais  fiosinhos sem sentido. Pesquisadores agora os cobriram com sensores que poderiam monitorar feridas e acelerar a cura.

Pontos que sentem: Novas suturas inteligentes usam sensores de silício ultrafinos para medir a temperatura no local de uma ferida.
Fonte: John Rogers

As suturas eletrônicas, que contêm sensores de silício ultrafinos integrados a polímeros ou tiras de seda, podem ser introduzidas através de agulhas e em testes com animais pesquisadores foram capazes de passa-los através da pele, puxá-los bem apertados e dar um nó sem degradar os dispositivos.

As suturas podem medir com precisão a temperatura - temperaturas elevadas indicam infecção - e fornecer calor para o local de uma ferida, o que é conhecido por auxiliar a cicatrização. E John Rogers, professor de ciência de materiais e engenharia na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e inventor das suturas inteligentes, imagina que elas também poderiam ser carregados com dispositivos que fornecem estimulação elétrica para curar feridas. "Em última análise, o maior valor seria quando você puder liberar drogas com eles de uma forma programada", diz ele. Os pesquisadores poderiam fazer isso através do revestimento dos fios eletrônicos com polímeros onde drogas estariam infundidas, que liberam os produtos químicos quando provocados por calor ou um pulso elétrico.

As suturas inteligentes, divulgadas on-line na revista Small, contam com dispositivos baseados em silício que são flexíveis e esticam. Rogers e seus colegas fazem os dispositivos com membranas de silício e eletrodos de ouro e fios que têm apenas algumas centenas de nanômetros de espessura e padronizados em forma de serpentina. A tecnologia, que eles também têm usado em cateteres infláveis ​​e tatuagens médicas (veja "Tatuagens Eletrônicas de Colar") está sendo comercializada pela MC10, um start-up baseada em Cambridge, Massachusetts que Rogers fundou (veja "Tornando a Eletrônica Elástica").

Primeiro, os pesquisadores usam produtos químicos para cortar um filme ultrafino de silício a partir de uma placa de silício. Com um carimbo de borracha, eles levantam e transferem as nanomembranas às tiras de polímeros ou seda. Em seguida, eles depositam elétrodos metálicos e fios na parte superior e encapsulam a totalidade do dispositivo em um revestimento de epóxi.

Eles construíram dois tipos de sensores de temperatura nas suturas. Um deles é um díodo de silício que muda a sua corrente de saída com a temperatura, o outro, uma resistência de nanomembrana de platina, cuja resistência muda com a temperatura. Os microaquecedores, entretanto, são apenas filamentos de ouro que aquecem quando a corrente passa por eles.

Todos os materiais utilizados nos dispositivos são seguros para o uso no corpo e o maior desafio foi fazer as suturas flexíveis, diz Rogers. O silício é frágil, assim tornar as nanomembranas tão finas quanto possível e coloca-las em um padrão de enrolamento foi fundamental para a elasticidade. Colocar o silício a meio caminho entre o epóxi superior e a superfícies inferior de polímero da sutura também é crucial. "Quando você dobrar a construção inteira, a superfície superior está tensionada e no fundo está comprimido, mas no meio do caminho as forças são muito pequenas", diz ele.

Os pesquisadores testaram a flexibilidade mecânica das suturas e a tenacidade sobre incisões na pele de ratos, mas não testaram o sensor de temperatura e a capacidade de aquecimento em animais ainda. Eles também estão trabalhando para tornar os dispositivos sem fio.

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