Notícia

Ferramenta de diagnóstico simples pode revelar distúrbios gastrointestinais

Divulgação, MIT

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

terça-feira, 22 março 2022 13:50

Áreas

Biomecânica. Diagnóstico. Engenharia Biomédica. Medicina.

À medida que a comida se move através do trato digestivo, os músculos contraídos ao longo do trato mantêm seu movimento suave. A perda dessa motilidade pode levar ao refluxo ácido, falha na liberação dos alimentos do estômago ou constipação. Os distúrbios de motilidade intestinal geralmente são diagnosticados com um cateter contendo transdutores de pressão, que podem detectar contrações do trato Gastrointestinal (GI).

Recentemente, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) projetaram um novo dispositivo que pode oferecer uma alternativa de menor custo e fácil de fabricar aos diagnósticos existentes para dismotilidade do GI, inspirado no design de uma antiga tecnologia Inca: o Quipu – um conjunto de cabos atados usados ​​para comunicação.

Em testes em animais, os pesquisadores do MIT e seus colaboradores do Brigham and Women’s Hospital mostraram que o dispositivo simples, um tubo de silicone cheio de metal líquido e com vários ‘nós’, produz medidas semelhantes às geradas pela técnica diagnóstica de última geração, conhecida como manometria de alta resolução.

“Esta é uma configuração muito simples e barata, mas podemos fazer uma medição que normalmente exigiria dispositivos que custam milhares de dólares e exigem um instrumento muito mais complicado”, disse o Dr. Giovanni Traverso, que é professor de Engenharia Mecânica no MIT, gastroenterologista do Brigham and Women’s Hospital e autor sênior do estudo.

Os pesquisadores do MIT Dr. Kewang Nan e Dr. Sahab Babaee são os principais autores do estudo, que foi publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering.

Assista ao vídeo de apresentação do projeto (em inglês:

Diagnosticando a dismotilidade

As contrações do trato gastrointestinal são críticas para mover os alimentos por todo o trato, e as interrupções dessas contrações em qualquer ponto podem causar problemas de saúde. O diagnóstico de manometria padrão-ouro pode ser usado para medir se os músculos do trato GI estão funcionando adequadamente para gerar essas ondas.

“A manometria de alta resolução pode medir a pressão e a velocidade com que as ondas contráteis estão viajando, mas esses sistemas são bastante caros, na faixa de dezenas de milhares de dólares, e exigem manutenção e esterilização entre os pacientes”, disse o professor Giovanni Traverso.

O professor Traverso (que cresceu no Peru) e o Dr. Kewang Nan pensaram que a tecnologia Inca do Quipu poderia orientar o desenho de um diagnóstico mais simples. Os dispositivos Quipu, que consistem em cordões coloridos atados de diferentes maneiras, foram usados ​​pelos Incas e outras civilizações antigas dos Andes para registrar informações e enviar mensagens, antes que a escrita fosse desenvolvida.

“Nosso objetivo era fazer um dispositivo comparável aos transdutores de pressão baseados em cateter existentes, disponíveis comercialmente, mas, ao mesmo tempo, reduzir o custo e facilitar a produção e implantação”, disse o Dr. Nan.

Os pesquisadores começaram com um simples cateter feito de silicone, que encheram com gálio-índio eutético, um metal líquido que não é tóxico em pequenas quantidades, e o selaram nas duas extremidades. Em um estado sem nós, este tubo pode responder a mudanças na pressão, mas não é sensível o suficiente para detectar mudanças na pressão no trato gastrointestinal.

Quando eles introduziram nós em intervalos ao longo do tubo, no entanto, os pesquisadores descobriram que o cateter se tornou muito mais sensível a mudanças na pressão e poderia detectar pressões de até cerca de 200 milímetros de mercúrio, que é a pressão mais alta vista no trato digestivo humano.

Essa sensibilidade aumentada se deve ao fato de os nós alongarem a seção transversal do tubo, facilitando a compressão, como os pesquisadores mostraram usando modelos numéricos. Além disso, quando o tubo é atado, três ou quatro seções do tubo são empilhadas umas sobre as outras, o que aumenta ainda mais sua sensibilidade às mudanças de pressão.

Os pesquisadores também mostraram que a sensibilidade à pressão pode variar de acordo com o tipo de nó e quão firmemente eles estão amarrados. Para uso no trato digestivo, os pesquisadores usaram nós espaçados a cerca de 1 centímetro, para corresponder ao espaçamento dos transdutores de pressão em um manômetro, mas eles podem ser colocados mais próximos para outras aplicações, dizem os pesquisadores.

Em testes em modelos animais, os pesquisadores usaram o sensor inspirado em quipu para medir a pressão no esôfago à medida que o alimento era engolido. Eles também mediram um reflexo conhecido como reflexo inibitório retoanal (RAIR). Para ambos os testes, os novos aparelhos geraram medidas de pressão semelhantes às da técnica de manometria padrão-ouro.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Divulgação, MIT.

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