Notícia

Pesquisadores desconstroem ferrão de abelha para ajudar no desenvolvimento de microdispositivos médicos

Dra. Fiorella Ramirez Esquivel, UNSW (com adaptação)

Fonte

UNSW | Universidade de Nova Gales do Sul

Data

terça-feira, 22 agosto 2023 16:15

Áreas

Bioengenharia. Biologia. Biomecânica. Engenharia Biomédica. Física Médica. Medicina. Simulação Computacional.

Uma nova pesquisa que ‘desconstruiu’ a anatomia de um ferrão de abelha pode ajudar a abrir caminho para uma geração futura de dispositivos médicos miniaturizados usados para administração de medicamentos em humanos.

Desenvolvidas em estudo publicado recentemente na revista científica iScience, as desconstruções 3D de alta resolução produzidas por pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), na Austrália, revelam as propriedades únicas do poderoso mecanismo de defesa da abelha, incluindo as inúmeras farpas responsáveis pelo ferrão ser capaz de penetrar mais profundamente na pele enquanto bombeia o veneno após picada.

De acordo com o Dr. Sridhar Ravi, pesquisador principal e professor da UNSW, o mecanismo de entrega autônomo do ferrão de abelha tem inúmeras características que podem ajudar os pesquisadores a desenvolver dispositivos médicos em pequena escala e minimamente invasivos no futuro.

“Nunca antes produzimos imagens com este nível de detalhe, e elas nos deram novos insights sobre as funções do ferrão de abelha”, disse o professor Ravi. “Por causa dessas imagens mais claras e precisas, descobrimos oportunidades potenciais em microperfuração médica, microbombas e administração de medicamentos muito mais direcionada.”

O professor Ravi disse que também existe a possibilidade de desenvolver métodos melhorados de ‘ancoragem’, que permitirão que dispositivos médicos ou adesivos se fixem na pele sem a necessidade de adesivos químicos que podem causar irritação ou então em superfícies úmidas, como no interior do corpo.

“Estudos anteriores mostraram que um ferrão de abelha é muito bom para perfurar a pele com força mínima, mas é muito difícil de remover depois de inserido. Esta é uma propriedade realmente útil para dispositivos médicos que precisam ser inseridos com muita precisão sem danificar os tecidos circundantes”, destacou o pesquisador.

As desconstruções em 3D também levaram a equipe de pesquisa da UNSW em Canberra a desenvolver protótipos de dispositivos que simulam as ações únicas de perfuração e bombeamento de um ferrão de abelha.

“O ferrão de uma abelha deve ser capaz de primeiro perfurar a pele sem entortar, e deve separar e coordenar com segurança as contrações musculares que geram a picada”, disse a Dra. Fiorella Ramirez Esquivel, também pesquisadora principal do projeto. “Isso significa trabalhar mais profundamente no tecido e bombear o veneno de forma rápida e eficiente”.

A Dra. Fiorella Esquivel disse que, como o ferrão de uma abelha é muito pequeno – apenas aproximadamente 2 mm de comprimento –, a equipe de pesquisa teve que usar uma combinação de técnicas para observar o ferrão e decodificar como ele funciona.

“[As desconstruções em 3D] foram fantásticas porque nos permitiram imprimir todo o ferrão em 3D e ampliá-lo para uma escala onde podemos mover todas as peças para descobrir como elas funcionam juntas”, disse a Dra. Fiorella Esquivel. “Filmar em alta velocidade o ferrão em ação também foi um desafio significativo, mas foi fundamental para entender como ele funciona”, continuou a pesquisadora. Ela disse que entender a evolução do ferrão da abelha é um ótimo exemplo de como podemos progredir aprendendo mais sobre outras espécies de animais e plantas.

“Os ferrões de abelhas são estruturas incrivelmente complexas com numerosos componentes móveis que também são incrivelmente eficazes e eficientes no que fazem. Quanto mais olhamos para ele, mais encontramos complexidades surpreendentes relacionadas a como ele faz seu trabalho”, concluiu a Dra. Fiorella.

Os pesquisadores disseram que estão entusiasmados com o potencial de diferentes designs bioinspirados na Medicina.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Nova Gales do Sul (em inglês).

Fonte: UNSW em Canberra. Imagem: partes do ferrão de abelha. Fonte: Dra. Fiorella Ramirez Esquivel, UNSW (com adaptação).

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