Cientistas criam marca-passo menor que um grão de arroz para o tratamento de crianças

A medicina cardíaca infantil é uma das áreas mais complexas da ciência, sobretudo por conta da fragilidade dos pacientes e os riscos envolvidos nos procedimentos. Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Northwestern, nos Estados Unidos, liderados pelo bioengenheiro John A. Rogers e pelo cardiologista Igor Efimov, desenvolveram um dispositivo temporário e controlado pela luz para ser utilizado no tratamento de distúrbios cardíacos, minimizando riscos e invasividade. Estamos falando do menor marca-passo do mundo, com o superpoder poder de salvar vidas. Confira detalhes no artigo a seguir, do Engenharia 360!

A história por trás do menor marca-passo do mundo

Você sabia? Cerca de 1% dos bebês que nascem no mundo possui algum tipo de malformação cardíaca, e muitos deles necessitam de marca-passos temporários.

O projeto que levou ao desenvolvimento do menor marca-passo do mundo nasceu, então, da necessidade de criar soluções menos invasivas para crianças com distúrbios cardíacos. Como se pode imaginar, não se pode utilizar o mesmo tipo de dispositivo em adultos e crianças. Sabendo disso, em 2021, os cientistas já haviam desenvolvido um modelo com tamanho aproximado ao de uma moeda, que vinha trazendo bons resultados para a medicina. Infelizmente, ainda havia muita dificuldade da sua aplicação em recém-nascidos e crianças pequenas. Isso impulsionou o aprimoramento da tecnologia.

Confira na imagem a seguir a evolução da tecnologia de marca-passo utilizado em cirurgias pediátricas:

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Como funciona o marca-passo biodegradável

Agora o novo marca-passo disponível criado pela equipe norte-americana possui as seguintes dimensões: 1,8 mm de largura e 3,5 mm de comprimento – menor que um grão de arroz. Além disso, o equipamento não necessita de fios e baterias tradicionais. A comunicação se dá por radiofrequência. E a ativação é feita por um adesivo colado na pele que emite luz infravermelha, controlando o ritmo cardíaco automaticamente ao detectar quedas na frequência dos batimentos.

A melhor notícia é que o novo dispositivo pode ser implantado nos pacientes sem necessidade de cirurgia, sendo apenas por meio de uma simples injeção. Este é, sem dúvidas, um avanço significativo em relação aos métodos utilizados até agora.

Detalhes técnicos

Que tal uma explicação mais detalhada? O pequeno marca-passo recém criado utiliza os fluidos corporais dos pacientes como eletrólitos para gerar pulsos elétricos que regulam o ritmo do coração.

Vale destacar que o dispositivo não depende de baterias ou antenas externas, sendo alimentado por uma célula galvânica que se ativa em contato com esses fluidos – aliás foi isso que permitiu a miniaturização drástica do design. E caso você não tenha entendido, todos os seus componentes são biocompatíveis e biodegradáveis. Isso significa que o conjunto deve ser, pouco a pouco, dissolvido no corpo. Após cumprir a sua função, não há necessidade de uma cirurgia para remoção, um procedimento que representa risco elevado, especialmente em crianças.

Lista de vantagens

• Implantação minimamente invasiva (via injeção)
• Sem necessidade de fios ou baterias externas
• Ativado por luz infravermelha e célula galvânica
• Biodegradável e biocompatível, dissolve-se no corpo naturalmente
• Redução de riscos de infecção e complicações
• Tamanho ultracompacto, ideal para recém-nascidos e crianças
• Excelente para uso temporário, sem necessidade de cirurgia para remoção

Claro que a maior vantagem de todas é, de fato, a miniaturização do dispositivo. Lembrando que, em procedimentos cardíacos pediátricos, quanto menor o equipamento, menor o impacto no corpo da criança – incluindo riscos de infecção. Com a inovação tecnológica, pode-se obter um ganho maior em segurança e eficiência para pacientes que precisam de suporte temporário no pós-operatório ou enquanto aguardam marca-passo permanente.

Aplicações futuras além da cardiologia pediátrica

Embora tenha sido criado para tratar distúrbios cardíacos infantis, o marca-passo biodegradável pode ir muito além da cardiologia pediátrica. Seu design inovador e a ativação por luz infravermelha abrem caminho para:

• Controle da dor
• Regeneração de nervos
• Tratamento de feridas
• Sincronização de múltiplos estímulos cardíacos
• Integração com válvulas cardíacas artificiais e outros implantes

A saber, a possibilidade de sincronizar vários dispositivos com precisão permite o desenvolvimento de terapias complexas e personalizadas, revolucionando o tratamento de diversas condições médicas.

Perspectivas para o futuro da medicina bioeletrônica

O trabalho desenvolvido pela equipe da Northwestern University representa um marco na chamada medicina bioeletrônica – área que une a engenharia, biologia e tecnologia para criar soluções médicas mais inteligentes, eficazes e personalizadas.

A expectativa é de que logo o projeto esteja finalizado e o dispositivo possa enfim ser produzido em escala e disponibilizado para hospitais e clínicas ao redor do mundo, sobretudo unidades de tratamento intensivo neonatal e centros especializados em cardiologia pediátrica. Antes disso, estão sendo realizados testes com camundongos, porcos e tecidos humanos de doadores falecidos, visando comprovar a eficácia da tecnologia. O próximo passo é apresentar o projeto para os devidos órgãos técnicos responsáveis pelas aprovações regulatórias e condução de ensaios clínicos em ambientes hospitalares reais.

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Fontes: Metrólpoles, CanalTech.

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