Notícia

Dispositivo injetável consegue nanoimagens do cérebro

Divulgação, Universidade de Harvard.

Fonte

Universidade de Harvard

Data

quarta-feira, 10 junho 2015 11:00

Áreas

Nanotecnologia. Neurociência.

Ainda parece apenas uma história de ficção científica: um dispositivo eletrônico que pode ser injetado diretamente no cérebro, ou outras partes do corpo, e tratar qualquer tipo de doença, desde distúrbios neurodegenerativos até paralisia, por exemplo. Parece improvável, até se conhecer o laboratório do Prof. Dr. Charles Lieber, da Universidade de Harvard, nos EUA.

Liderada pelo professor Lieber, uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um método de fabricação de estruturas (scaffolds) eletrônicas em nanoescala que podem ser injetadas por uma seringa. Os scaffolds podem então ser ligados a dispositivos e utilizados para monitorizar a atividade neural, estimular tecidos, ou até mesmo promover a regeneração de neurônios. A pesquisa é descrita em um artigo publicado no dia 8 de junho na revista científica Nature Nanotechnology.

“Eu sinto que esta solução tem o potencial para ser revolucionária“, disse o professor Lieber. “Isso abre uma nova fronteira onde podemos explorar a interface entre estruturas eletrônicas e biologia. Durante os últimos 30 anos, as pessoas fizeram melhorias incrementais em técnicas de microfabricação que nos permitiram fazer sondas rígidas cada vez menores, mas ninguém abordou esta questão – a interface entre célula e eletrônica, no nível em que a biologia funciona.”

Em um estudo anterior, os cientistas do laboratório do Prof. Lieber demonstraram que as células cardíacas ou nervosas cultivadas com scaffolds poderiam ser usadas para criar um tecido artificial. Os pesquisadores foram capazes de gravar os sinais elétricos gerados pelo tecido e medir mudanças nesses sinais enquanto eles administraram drogas cardio ou neuroestimulantes

“Fomos capazes de demonstrar que poderíamos fazer este scaffold e cultivar células dentro dele, mas nós realmente não tínhamos ideia de como inserir isso em um tecido pré-existente”, disse o professor. “Mas se você quiser estudar o cérebro ou desenvolver ferramentas para explorar a interface cérebro-máquina, você precisa colocar alguma coisa dentro dele. Ao soltar o scaffold eletrônico completamente a partir do substrato de fabricação, percebemos que era quase invisível e muito flexível, como um polímero, e poderia literalmente ser sugado para uma seringa ou pipeta. A partir daí, simplesmente perguntamos: “Seria possível infundir estes componentes através de uma seringa? “.

Embora não seja a primeira tentativa de implantar electrónica no cérebro – a estimulação cerebral profunda tem sido usada para tratar uma variedade de doenças nas últimas décadas – os scaffolds nanofabricados operam em uma escala completamente diferente.

“As técnicas existentes estão longe da forma como o cérebro está estruturado”, diz o Prof. Lieber. “Quer se trate de uma sonda de silício ou polímeros flexíveis … eles causam inflamação no tecido, o que pode requer mudança periódica de posição ou estimulação.

“Mas com os produtos nanoeletrônicos injetáveis que desenvolvemos, é como se eles não estivessem lá. Eles são um milhão de vezes mais flexíveis do que qualquer produto eletrônico flexível existente e têm tamanhos característicos subcelulares”.

O processo para fabricar os scaffolds é semelhante ao utilizado para gravar microchips, e começa com uma camada solúvel depositada sobre um substrato. Para criar o scaffold, os pesquisadores colocam uma malha de nanofios em camadas de polímero orgânico. A primeira camada é então dissolvida, deixando o tecido flexível, podendo ser colocado em uma seringa e administrado como qualquer outro injetável.

A entrada e asaída da malha podem, então, ser conectadas a um sistema eletrônico de medição, de modo que os dispositivos integrados ao sistema possam ser usados para estimular ou gravar atividade neural.

“Este tipo de coisa nunca tinha sido feita antes, tanto do ponto de vista de neurociência fundamental como da perspectiva médica”, disse o pesquisador “É realmente emocionante – há um grande número de aplicações potenciais.”

Como próximos passos da pesquisa, os pesquisadores esperam compreender melhor como o corpo reage aos componentes eletrônicos injetados ​​durante longos períodos de tempo.

O Escritório de Desenvolvimento de Tecnologias de Harvard entrou com pedido de patente sobre a tecnologia e está ativamente buscando oportunidades de comercialização.

“A ideia de ser capaz de posicionar e registrar precisamente áreas muito específicas, ou até mesmo neurônios específicos, durante um período prolongado de tempo – isso poderia, eu acho, trazer um enorme impacto sobre a neurociência”, conclui o professor.

Acesse o resumo do artigo científico “Syringe-injectabe electronics” na revista Nature Nanotechnology.

Fonte: Peter Reuell, Universidade de Harvard. Tradução: Tech4Health. Imagem: Universidade de Harvard, Divulgação.

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