Eletrodos implantáveis são predominantemente feitos de metais rígidos que são eletricamente condutores por natureza. No entanto, com o tempo, os metais podem agravar os tecidos, causando cicatrizes e inflamações que, por sua vez, podem degradar o desempenho do implante.
Considerando isso, os engenheiros do MIT desenvolveram um "material sem metal, semelhante à gelatina, que é tão macio e resistente quanto o tecido biológico e pode conduzir eletricidade de maneira semelhante aos metais convencionais".
Segundo o MIT News, o material pode ser transformado em uma tinta imprimível, que os pesquisadores modelam em eletrodos de borracha flexíveis. O novo material, que é um tipo de hidrogel de polímero condutor de alto desempenho, pode um dia substituir os metais como eletrodos funcionais à base de gel, com aparência de tecido biológico.
“Este material funciona como eletrodos de metal, mas é feito de géis semelhantes aos nossos corpos e com teor de água semelhante”, diz Hyunwoo Yuk SM '16, PhD '21, cofundador da SanaHeal, uma startup de dispositivos médicos. “É como um tecido ou nervo artificial”.
“Acreditamos que, pela primeira vez, temos um eletrodo resistente e robusto semelhante a uma gelatina que pode potencialmente substituir o metal para estimular os nervos e interagir com o coração, o cérebro e outros órgãos do corpo”, acrescenta Xuanhe Zhao, professor de engenharia mecânica e de engenharia civil e ambiental no MIT.
Desempenho elétrico e mecânico
Os pesquisadores implantaram os eletrodos impressos, parecidos com gelatina, no coração, nervo ciático e medula espinhal de ratos. A equipe testou o desempenho elétrico e mecânico dos eletrodos nos animais por até dois meses e descobriu que os dispositivos permaneceram estáveis, com pouca inflamação e cicatrização dos tecidos circundantes. Os eletrodos também foram capazes de retransmitir pulsos elétricos do coração para um monitor externo, bem como fornecer pequenos pulsos ao nervo ciático e à medula espinhal, o que, por sua vez, estimulou a atividade motora nos músculos e membros associados.
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No futuro, Yuk prevê que uma aplicação imediata para o novo material pode ser para pessoas que se recuperam de cirurgia cardíaca.
“Esses pacientes precisam de algumas semanas de suporte elétrico para evitar um ataque cardíaco como efeito colateral da cirurgia”, diz Yuk. “Então, os médicos costuram um eletrodo metálico na superfície do coração e o estimulam durante semanas. Podemos substituir esses eletrodos de metal por nosso gel para minimizar complicações e efeitos colaterais que as pessoas atualmente aceitam”.
A equipe está trabalhando para prolongar a vida útil e o desempenho do material. Então, o gel pode ser usado como uma interface elétrica suave entre órgãos e implantes de longo prazo, incluindo marca-passos e estimuladores cerebrais profundos.
“O objetivo do nosso grupo é substituir o vidro, a cerâmica e o metal dentro do corpo por algo como a gelatina, para que seja mais benigno, mas tenha melhor desempenho e possa durar muito tempo”, diz Zhao. “Essa é a nossa esperança”.
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