Notícia

Novo dispositivo implantável bioabsorvível pode aliviar a dor sem o uso de medicamentos

Divulgação, Universidade Northwestern

Fonte

Universidade Northwestern

Data

quinta-feira, 7 julho 2022 06:20

Áreas

Bioeletrônica. Biomateriais. Dor. Engenharia Biomédica. Medicina. Neurociências.

Uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, desenvolveu um implante pequeno, macio e flexível que alivia a dor sob demanda e sem o uso de medicamentos. Como primeiro dispositivo deste tipo, pode fornecer uma alternativa necessária aos opioides e outros medicamentos altamente viciantes.

O dispositivo biocompatível e solúvel em água funciona envolvendo suavemente os nervos para fornecer resfriamento preciso e direcionado: ao resfriar o nervo, o dispositivo bloqueia os sinais de dor para o cérebro. Uma bomba externa permite ao usuário ativar remotamente o dispositivo e, em seguida, aumentar ou diminuir sua intensidade. Depois que o dispositivo não é mais necessário, ele é absorvido naturalmente pelo corpo (bioabsorvível) – sem a necessidade de extração cirúrgica.

Os pesquisadores acreditam que o dispositivo será mais valioso para pacientes que passam por cirurgias de rotina ou mesmo amputações que geralmente requerem medicamentos pós-operatórios. Os cirurgiões podem implantar o dispositivo durante o procedimento para ajudar a controlar a dor pós-operatória do paciente.

“Embora os opioides sejam extremamente eficazes, eles também são extremamente viciantes”, disse o Dr. John A. Rogers, professor da Universidade Northwestern, que liderou o desenvolvimento do dispositivo. “Como engenheiros, somos motivados pela ideia de tratar a dor sem drogas – de maneira que possam ser ativadas e desativadas instantaneamente, com controle do usuário sobre a intensidade do alívio. A tecnologia relatada aqui explora mecanismos que têm algumas semelhanças com aqueles que fazem com que seus dedos fiquem dormentes quando frios. Nosso implante permite que esse efeito seja produzido de forma programável, direta e localmente para os nervos alvo, mesmo aqueles localizados profundamente nos tecidos moles circundantes”, continuou o pesquisador.

Pioneiro da Bioeletrônica, o Dr. Rogers é professor de Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurológica na Escola de Engenharia e na Escola de Medicina da Universidade Northwestern. Ele também é o diretor fundador do Instituto Querrey Simpson de Bioeletrônica. O Dr. Jonathan Reeder, ex-bolsista de pós-doutorado no laboratório do professor Rogers, é o primeiro autor do artigo.

Como funciona

Embora o novo dispositivo possa soar como ficção científica, ele aproveita um conceito simples e comum que todos conhecem: a evaporação. Semelhante à forma como o suor evapora e resfria o corpo, o dispositivo contém um líquido refrigerante que é induzido a evaporar no local específico de um nervo sensorial.

“À medida que você resfria um nervo, os sinais que viajam através do nervo tornam-se cada vez mais lentos – eventualmente parando completamente”, disse o Dr. Matthew MacEwan, coautor do estudo e professor da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis. “Estamos visando especificamente os nervos periféricos, que conectam o cérebro e a medula espinhal ao resto do corpo. Estes são os nervos que comunicam os estímulos sensoriais, incluindo a dor. Ao fornecer um efeito de resfriamento a apenas um ou dois nervos direcionados, podemos modular efetivamente os sinais de dor em uma região específica do corpo”.

Para induzir o efeito de resfriamento, o dispositivo contém minúsculos canais microfluídicos. Um canal contém o líquido refrigerante (perfluoropentano), que já está clinicamente aprovado como agente de contraste de ultrassom e para inaladores pressurizados. Um segundo canal contém nitrogênio seco, um gás inerte. Quando o líquido e o gás fluem para uma câmara compartilhada, ocorre uma reação que faz com que o líquido evapore prontamente. Simultaneamente, um pequeno sensor integrado monitora a temperatura do nervo para garantir que não fique muito frio, o que pode causar danos aos tecidos.

“O resfriamento excessivo pode danificar o nervo e os tecidos frágeis ao seu redor. A duração e a temperatura do resfriamento devem, portanto, ser controladas com precisão. Ao monitorar a temperatura no nervo, as taxas de fluxo podem ser ajustadas automaticamente para definir um ponto que bloqueie a dor de maneira reversível e segura”, concluiu o professor John Rogers.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Science.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Northwestern (em inglês).

Fonte: Amanda Morris, Universidade Northwestern. Imagem: dispositivo bioabsorvível. Fonte: Divulgação, Universidade Northwestern.

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