Cientistas inventam marcapasso ultrafino e minimamente invasivo controlado pela luz

Cientistas inventam marcapasso ultrafino e minimamente invasivo controlado pela luz

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu um dispositivo sem fio, alimentado por luz, que pode ser implantado para regular a atividade cardiovascular ou neural do corpo. As membranas leves como uma pena, mais finas que um fio de cabelo humano, podem ser inseridas com cirurgia minimamente invasiva e não contêm partes móveis.

Às vezes, nossos corpos precisam de um impulso. Milhões de americanos dependem de marcapassos – pequenos dispositivos que regulam os impulsos elétricos do coração para mantê-lo batendo suavemente. Mas para reduzir complicações, os investigadores gostariam de tornar estes dispositivos ainda mais pequenos e menos intrusivos.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Chicago desenvolveu um dispositivo sem fio, alimentado por luz, que pode ser implantado para regular a atividade cardiovascular ou neural do corpo. As membranas leves, mais finas que um fio de cabelo humano, podem ser inseridas com cirurgia minimamente invasiva e não contêm partes móveis.

Publicados em 21 de fevereiro na Nature, os resultados podem ajudar a reduzir complicações em cirurgias cardíacas e oferecer novos horizontes para dispositivos futuros.

“As primeiras experiências foram muito bem-sucedidas e estamos realmente esperançosos quanto ao futuro desta tecnologia translacional”, disse Pengju Li, estudante de pós-graduação da Universidade de Chicago e primeiro autor do artigo.

'Uma nova fronteira'

O laboratório do Prof. Bozhi Tian vem desenvolvendo dispositivos há anos que podem usar tecnologia semelhante às células solares para estimular o corpo. A energia fotovoltaica é atraente para esse fim porque não possui partes móveis ou fios que possam quebrar ou se tornar intrusivos – especialmente úteis em tecidos delicados como o coração. E em vez de uma bateria, os pesquisadores simplesmente implantam uma pequena fibra óptica para fornecer energia.

Mas, para obter os melhores resultados, os cientistas tiveram que ajustar o sistema para funcionar para fins biológicos, e não como as células solares são normalmente projetadas.

“Em uma célula solar, você deseja coletar o máximo de luz solar possível e mover essa energia ao longo da célula, independentemente da parte do painel atingida”, explicou Li. "Mas para esta aplicação, você deseja poder iluminar uma área muito localizada e ativar apenas essa área."

Por exemplo, uma terapia cardíaca comum é conhecida como terapia de ressincronização cardíaca, onde diferentes partes do coração são sincronizadas com cargas cronometradas com precisão. Nas terapias atuais, isso é conseguido com fios, que podem ter suas próprias complicações.

Uso leve

Embora os primeiros testes tenham sido realizados com tecido cardíaco, a equipe disse que a abordagem também poderia ser usada para neuromodulação – estimulando os nervos em distúrbios do movimento como o Parkinson, por exemplo, ou para tratar dores crônicas ou outros distúrbios. Li cunhou o termo 'fotoeletrocêuticos' para a área.

Tian disse que o dia em que testaram o marca-passo pela primeira vez em testes com corações de porco, que são muito semelhantes aos dos humanos, permanece vívido em sua memória. “Lembro-me daquele dia porque funcionou logo no primeiro teste”, disse ele. "É uma conquista milagrosa e uma recompensa pelos nossos extensos esforços."

Um método de triagem desenvolvido por Li para mapear a produção fotoeletroquímica de vários materiais à base de silício também poderia ter uso em outros lugares, apontou Tian, ​​como em campos como novas tecnologias de baterias, catalisadores ou células fotovoltaicas.