Uma equipe de pesquisadores liderada pela Northwestern University, no estado de Illinois, desenvolveu um implante pequeno, macio e flexível que alivia a dor sob demanda e sem a necessidade de medicamentos.
Este dispositivo, publicado na revista “Science”, pode fornecer uma alternativa muito necessária aos opioides e outras drogas altamente viciantes. O documento descreve o design do dispositivo e demonstra sua eficácia em um modelo animal.
Especificamente, é um dispositivo biocompatível e solúvel em água que funciona envolvendo os nervos para fornecer resfriamento preciso e direcionado que entorpece os nervos e bloqueia os sinais de dor para o cérebro.
Uma “bomba” externa permite que o usuário ative remotamente o dispositivo e aumente ou diminua sua intensidade.
Uma vez que o dispositivo não é mais necessário, ele é naturalmente absorvido pelo corpo sem a necessidade de remoção cirúrgica.
Os pesquisadores acreditam que o dispositivo será útil para pacientes submetidos a cirurgias de rotina ou mesmo amputações que geralmente requerem medicamentos pós-operatórios, pois 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”, lembra John A. Rogers, da Northwestern, que liderou o desenvolvimento do dispositivo.
“Como engenheiros, somos movidos pela ideia de tratar a dor sem medicamentos, de maneiras que possam ser ativadas e desativadas instantaneamente, com controle do usuário sobre a intensidade do alívio necessário. A tecnologia relatada aqui explora mecanismos que têm algumas semelhanças com aqueles que fazem os dedos ficarem dormentes quando frios. Nosso implante permite que esse efeito ocorra de forma programável, direta e localmente em nervos específicos, mesmo aqueles que estão profundos nos tecidos moles circundantes”, diz Rogers, pioneiro da bioeletrônica, professor da Escola de Engenharia McCormick e Northwestern University Feinberg School of Medicine, bem como diretor fundador do Querrey Simpson Institute for Bioelectronics.
Como funciona
Embora o novo dispositivo possa soar como ficção científica, ele tira proveito da evaporação. Semelhante à forma como o suor evaporado esfria o corpo, o dispositivo contém um refrigerante líquido que é induzido a evaporar no local específico de um nervo sensorial.
“À medida que um nervo esfria, os sinais que viajam através do nervo diminuem e eventualmente param completamente”, diz o co-autor do estudo, Dr. Matthew MacEwan, da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia, Washington University, em St. Louis.
“Nós visamos especificamente os nervos periféricos, que conectam o cérebro e a medula espinhal ao resto do corpo. Esses nervos que comunicam estímulos sensoriais, incluindo a dor. Ao fornecer um efeito de resfriamento a apenas um ou dois nervos específicos, podemos modular efetivamente os sinais de dor em uma região específica do corpo.”
Para induzir o efeito de resfriamento, o dispositivo contém pequenos canais microfluídicos. Um canal contém o refrigerante líquido (ácido perfluoropentanóico), que já é clinicamente aprovado como agente de contraste para 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 rapidamente. Simultaneamente, um pequeno sensor embutido monitora a temperatura do nervo para garantir que ele não fique muito frio, o que poderia causar danos aos tecidos.
“O resfriamento excessivo pode danificar o nervo e os tecidos frágeis que o cercam”, explica Rogers no comunicado do estudo.
“Portanto, a duração e a temperatura do resfriamento devem ser controladas com precisão. Ao monitorar a temperatura no nervo, as taxas de fluxo podem ser ajustadas automaticamente para estabelecer um ponto que bloqueie a dor de forma segura e reversível. O trabalho em andamento busca definir o conjunto completo de limites de tempo e temperatura abaixo dos quais o processo permanece totalmente reversível.”
Desaparecimento
Essa nova tecnologia é o terceiro exemplo de dispositivos eletrônicos bioabsorvíveis do laboratório Rogers, que introduziu o conceito de eletrônica transiente em 2012.
Em 2018, Rogers, MacEwan e seus colegas demonstraram o primeiro dispositivo eletrônico bioabsorvível do mundo, um implante biodegradável que acelera a regeneração nervosa, publicado na “Nature Medicine”. Então, em 2021, Rogers e seus colegas apresentaram um marcapasso temporário publicado na “Nature Biotechnology”.
Todos os componentes do dispositivo são biocompatíveis e são naturalmente absorvidos pelos biofluidos do corpo ao longo de dias a semanas, sem a necessidade de remoção cirúrgica. Dispositivos bioabsorvíveis são completamente inofensivos, dizem os pesquisadores.
