domingo, 24 de novembro de 2013

Implante neural funcionará como bluetooth do cérebro

Inteligência biológica

A maneira como o corpo humano tem-se mostrado compatível com a evolução tecnológica tem sido descrita pelos cientistas como uma espécie de "inteligência biológica".
Por exemplo, como o organismo é capaz de absorver substâncias estranhas e incorporá-las, como se dele fizessem parte.
Os implantes de titânio, elemento químico da família dos metais, revolucionaram os tratamentos dentários há quinze anos. Os polímeros, usados também há algum tempo para encapsular diversos medicamentos que ingerimos, são aceitos pelo nosso corpo sem nenhuma rejeição ou efeito colateral.
Mas esses exemplos e esses materiais já soam um tanto prosaicos se comparados com a ambição de um time de várias universidades, coordenado por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, da USP.
Eles pretendem nada menos que implantar um chip no cérebro que seja capaz de enviar sinais do córtex motor para um dispositivo fora do corpo, abrindo a possibilidade de devolver os movimentos a membros do corpo humano sem funcionamento.


Implante neural funcionará como bluetooth do cérebro
A ideia dos pesquisadores brasileiros é manter a precisão dos chips neurais, mas eliminar qualquer necessidade de conexão física entre o chip e o exterior - essencialmente, um sensor neural wireless. [Imagem: ICMC/www.biodigitalhuman.com]
 



Interface neural implantável

Já são comuns os experimentos de equipamentos "controlados com o poder da mente", de próteses robotizadas até cadeiras de rodas e computadores.
A "leitura dos pensamentos" - para detectar a intenção do usuário e acionar o equipamento - é feita por meio de chips neurais ou de sensores eletromagnéticos usados externamente, na forma de um capacete. Estes não são tão precisos, enquanto aqueles são muito invasivos.
A ideia dos pesquisadores brasileiros é manter a precisão dos chips neurais, mas eliminar qualquer necessidade de conexão física entre o chip e o exterior - essencialmente, um sensor neural wireless, capaz de ler os impulsos nervosos diretamente dos neurônios e transmiti-los para o equipamento externo a ser controlado por meio de ondas de rádio.
O projeto conta com um chip já com uma antena integrada, criando um dispositivo conhecido como interface neural implantável - algo que pode, segundo a equipe, ser entendido metaforicamente como um bluetooth do cérebro.

Implante neural funcionará como bluetooth do cérebro
Imagem ilustrativa da Interface Neural Implantável, que será fabricada com carbeto de silício. [Imagem: Mário Alexandre Gazziro]


Carbeto de silício

O material eleito para a criação dessa interface neural é o carbeto de silício (SiC).
Embora o carbeto de silício seja considerado uma espécie de primo pobre do silício, o material apresenta biocompatibilidade e possui propriedades semicondutoras e, ao mesmo tempo, cerâmicas, sendo três vezes mais flexível e resistente do que o silício.
O professor Stephen Saddow testou vários materiais antes de optar pelo carbeto de silício.
O primeiro candidato natural foi o silício, mas o material só conseguiu permanecer em um organismo por alguns meses.
A segunda tentativa foi encapsular o silício com cerâmica. Porém, alguns anos depois, a rejeição das células humanas ao material levou ao insucesso. "Pessoas não podem fazer cirurgias no cérebro a cada cinco anos. Primeiro, porque, a cada cirurgia, tecidos do cérebro são mortos e danificados. Segundo, porque elas não terão condições de arcar com esse custo", justifica Stephen.
Com o SiC, entretanto o cenário é outro. Experiências em seres humanos ainda não foram feitas, mas nos testes in vitro - feitos com células de seres humanos, analisadas em placas de Petri, os resultados com o carbeto são animadores.
"Até o momento, não houve reação ao SiC. Se compararmos com o tempo de resposta dos outros materiais testados, como o silicone, a rejeição química das células humanas ocorreu em alguns dias. A experiência com o SiC foi feita há um mês e até o momento não houve nenhuma reação química às células", comemora Stephen. "Mesmo que um mês não sejam 15 anos, essa primeira resposta é muito promissora".

Economizando energia no cérebro

Outro fator crítico no desenvolvimento da interface cerebral sem fios é o consumo de energia.
Se, de um lado, quanto maior é a quantidade de eletrodos, melhor é a precisão dos movimentos realizados, por outro mais eletrodos representam maior consumo.
Segundo o professor Mário Alexandre Gazziro, o ideal seriam 100 eletrodos para diversos graus de liberdade, enquanto com 1.000 eletrodos é possível reproduzir os graus de movimento complexos de uma mão, com todas as articulações dos dedos.
"Vamos começar com três eletrodos, possibilitando movimentos com poucos graus de liberdade," diz Gazziro. Depois, com o avanço do trabalho, "a redução do consumo de energia permitirá a inclusão de mais eletrodos, sendo que esse será sempre um fator a otimizar na interface [neural]."
O projeto tem duração prevista de cinco anos, embora as aplicações práticas da interface neural sem fios devam demorar mais.
"Minha esperança é que consigamos fechar os testes com humanos em seis anos. Se atingirmos essa meta, o chip irá para o mercado mais rapidamente," disse o professor Stephen. "Para que as Interfaces Neurais Implantáveis estejam no mercado, a previsão mais realista é de dez a vinte anos."
Mas, para aqueles que até hoje só puderam acompanhar na ficção a recuperação de movimentos, em princípio irreversíveis, já há algum motivo para comemoração. Ao que tudo indica, a espera valerá a pena.

Fonte: Inovação Tecnológica

domingo, 17 de novembro de 2013

Orelha artificial impressa em 3D com células vivas

Bioimpressão

Em um feito marcante da área da bioengenharia, pesquisadores usaram impressoras 3D  e moldes injetáveis para criar uma orelha artificial similar à orelha natural.
Segundo Alyssa Reiffel e seus colegas da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, "a orelha artificial se parece e se comporta com uma orelha natural".
O órgão artificial foi fabricado usando géis feitos de células vivas, dispostos no formato adequado usando uma impressora 3D.
Ao longo de um período de três meses, as orelhas artificiais cresceram cartilagem para substituir o colágeno usado para moldá-las.
Como serão usadas células dos próprios pacientes, praticamente elimina-se o risco de rejeição do órgão artificial.

Implante de orelha

Segundo o Dr. Jason Spector, coautor do trabalho, a nova orelha é a solução que os cirurgiões que trabalham com reconstrução há muito esperavam para ajudar crianças com nascem com deformidade nas orelhas.
A incidência da microtia ("orelha pequena", em latim) é de 1 a 4 para cada 10.000 nascimentos por ano.
Hoje, as orelhas para implante são fabricadas com materiais com uma consistência semelhante ao isopor, ou, em alguns casos, os cirurgiões precisam construir as orelhas de tecidos recolhidos do próprio paciente. A operação é complicada e muito dolorosa sobretudo para as crianças, e os ouvidos raramente parecem completamente naturais e nem tampouco funcionam como tal.
"Uma orelha de reposição biofabricada como esta também poderá ajudar pessoas que perderam parte ou todo o seu ouvido externo em acidentes ou devido a um câncer," acrescentou Spector.

Fabricando uma orelha artificial

Impressora 3D usa células vivas para criar orelha artificial
Para fabricar as orelhas artificiais, os pesquisadores começaram com uma imagem 3D digitalizada de uma orelha humana, e converteram a imagem em um ouvido "sólido", usando uma impressora 3D para criar um molde.
O gel de alta densidade, feito com células vivas, assume uma consistência semelhante à gelatina.
Um colágeno serve como suporte sobre o qual a cartilagem pode crescer depois que o molde é removido.
O processo é bastante rápido.
"É preciso metade de um dia para desenhar o molde, um ou dois dias para imprimi-lo, 30 minutos para injetar o gel, e nós podemos remover a orelha 15 minutos mais tarde. Nós cortamos a orelha e a deixamos em meio de cultura com nutrição por vários dias, antes que o ouvido possa ser implantado," explicou Lawrence Bonassar, outro membro da equipe.
Na verdade, ainda não foram feitos implantes com a orelha biofabricada - os pesquisadores esperam fazer todos os testes, a fim de obter autorização para fazer o primeiro implante da orelha artificial em humanos, nos próximos três anos.

Fonte: Site Inovação Tecnológic

Bibliografia:

High-Fidelity Tissue Engineering of Patient-Specific Auricles for Reconstruction of Pediatric Microtia and Other Auricular Deformities
Alyssa J. Reiffel, Concepcion Kafka, Karina A. Hernandez, Samantha Popa, Justin L. Perez, Sherry Zhou, Satadru Pramanik, Bryan N. Brown, Won Seuk Ryu, Lawrence J. Bonassar, Jason A. Spector
PLoS ONE
Vol.: Published online
DOI: 10.1371/journal.pone.0056506

domingo, 3 de novembro de 2013

Médico brasileiro transmite cirurgia usando o Google Glass

Primeira experiência do tipo conduzida no Brasil - Hospital São Camilo de Salto, em São Paulo - utilizou dispositivo para orientar cirurgia a distância e aumentar recursos de cirurgiões

Um médico do Hospital São Camilo, de Salto, no interior de São Paulo, foi o primeiro no Brasil a utilizar o Google Glass – óculos inteligentes do Google – para transmitir uma cirurgia em tempo real, via web. Miguel Pedroso utilizou o acessório durante uma laparoscopia colectomia direita, procedimento para a retirada parcial do cólon (porção do intestino grosso), realizada no último dia 25 de outubro.
A consultoria especializada Onoffre Consulting e o Instituto Lubeck, especialista em ensino e pesquisa de cirurgias laparoscópicas, foram parcerias do hospital para a experiência. Pedroso usou o equipamento para duas simulações. Na primeira, transmitiu vídeos do procedimento cirúrgico para uma sala de aula, sendo orientado pelo cirurgião Mauro Pinho, que orientava o procedimento à distância – sendo observado pelos alunos do Lubeck.
Na segunda, Pedroso assistiu no próprio Glass vídeos pré-gravados de instrução para laparoscopias. Os vídeos didáticos buscam orientar um médico com pouca experiência neste tipo de procedimento, dando-lhe mais segurança. Para Pedroso, o uso do acessório significa uma “nova era” para a telemedicina.
Em seu canal no YouTube, a Onoffre Consulting publicou um vídeo com detalhes da experiência. Veja abaixo:


Fonte: SAÚDEweb