Biomedicina

Um Implante Flexível Acessa o Sistema Nervoso sem Danificá-lo

Pesquisadores suíços permitem que ratos a andem de novo com um implante eletrônico flexível.

  • quinta-feira, 15 de janeiro de 2015
  • Por Antonio Regalado
  • Tradução por Elisa Matte (OPINNO)

Imagem: Um implante feito com fios de silicone e ouro é tão flexível quanto o tecido humano.

A medicina de hoje entretém todos os tipos de planos ambiciosos como a leitura de sinais cerebrais para controlar cadeiras de rodas, ou usar componentes eletrônicos para ignorar lesões na coluna vertebral. Mas a maioria dessas ideias de implante que pode interagir com o sistema nervoso se deparam com um problema nos materiais básicos: os fios são rígidos e o corpo é macio.

Isso motivou alguns pesquisadores da École Polytechnique Fédérale, em Lausanne, na Suíça, a projetar um implante eletrônico macio e flexível, que eles dizem ter a mesma capacidade de ser dobrada e esticada que a dura-máter, a membrana que envolve o cérebro e a medula espinhal.

Os cientistas, incluindo Gregoire Courtine, já mostraram que os implantes podem permitir que ratos com lesões na coluna vertebral andem novamente. Eles fizeram isso enviando padrões de choques elétricos para a medula espinhal através de eletrodos colocados dentro da coluna vertebral (veja “Paralyzed Rats Take 1,000 Steps, Orchestrated by Computer”). Mas os fios rígidos acabaram danificando o sistemas nervosos dos ratos.

Então Courtine se juntou à engenheira elétrica Stéphanie Lacour (veja “Innovators Under 35, 2006: Stéphanie Lacour”) para desenvolver um novo implante que ele chama de “e-dura”. Ele é feito de silicone macio, fios de ouro flexíveis e eletrodos de borracha salpicados com platina, bem como um microcanal pelo qual os pesquisadores foram capazes de bombear medicamentos.

O trabalho baseia-se em avanços contínuos em eletrônica flexível. Outros cientistas criaram emplastos que têm as mesmas propriedades da pele e incluem circuitos, sensores, ou até mesmo rádios (veja “Stick-On Electronic Tattoos”).

A novidade é como eletrônicos elásticos estão se fundindo com um esforço de inventar novas maneiras de enviar e receber sinais de nervos (veja “Neuroscience’s New Toolbox”). "As pessoas estão ultrapassando os limites, porque todo mundo quer interagir precisamente com o cérebro e o sistema nervoso", diz Polina Anikeeva, um cientista de materiais do MIT que desenvolve linhas de fibra óptica ultrafinas como uma forma diferente de interagir com o tecido neural.

O motivo de eletrodos de metal ou de plástico, às vezes, causarem danos, ou pararem de funcionar, é que causam compressão e dano tecidual. Um implante duro, mesmo que muito fino, ainda não iria esticar como a medula espinhal faz. "Ele desliza contra o tecido e causa grande inflamação", diz Lacour. "Quando você se curva para amarrar o cadarço do tênis, a medula espinhal se estende bastante".

Os implantes imitam uma propriedade do tecido humano chamado viscoelasticidade – algo entre uma borracha e um fluido muito espesso. Aperte a pele em sua mão com força e ele irá se deformar, mas quando você para ela fluí de volta para o lugar.

Usando o implante flexível, os cientistas suíços informaram hoje na revista Science que eles conseguiram curar lesões de medula em ratos envolvendo-a com o material e enviando os sinais elétricos para fazer as patas traseiras se mexer. Eles também bombearam produtos químicos para melhorar o processo. Depois de dois meses, eles viram alguns sinais de danos nos tecidos em comparação com eletrodos convencionais, o que acabou causando uma reação imunológica e prejudicando a habilidade do animal de se mover.

O objetivo final deste tipo de pesquisa é um implante que poderia restaurar a capacidade de uma pessoa paralisada andar. Lacour diz que a solução ainda está longe, mas acredita que provavelmente envolverá eletrônicos flexíveis. "Se você quer uma terapia para os pacientes, que você quer garantir que irá durar no corpo", diz ela. "Se conseguirmos combinar as propriedades do tecido neural devemos ter uma interface melhor".

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