Pacemaker minúsculo, do tamanho de um grão de arroz, foi criado para ajudar recém-nascidos

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Engenheiros da Northwestern University criaram um pacemaker incrivelmente pequeno, tão pequeno que é mais pequeno do que um grão de arroz. Este pacemaker pode ser injetado no corpo utilizando uma seringa que funciona em conjunto com um dispositivo macio, flexível e sem fios usado no peito para controlar o ritmo. Uma solução que pode salvar muitos recém-nascidos.

Pacemaker do tamanho de um grão​

A tecnologia evolui e um dos grandes beneficiados é o ser humano, sobretudo no que toca à saúde. Um exemplo incrível é um pacemaker mais pequeno do que um grão de arroz, concebido para ajudar os corações mais pequenos.



Os investigadores da Northwestern University desenvolveram com sucesso um pacemaker que cabe na ponta de uma seringa e pode ser inserido de forma não invasiva no coração de recém-nascidos com problemas cardíacos congénitos, de acordo com um novo estudo publicado na Nature.



O pacemaker funciona com uma peça peitoral externa flexível que monitoriza o coração e envia um feixe de luz para o peito quando deteta problemas de ritmo cardíaco, acionando o pacemaker. Este novo dispositivo biodegradável poderá salvar inúmeras vidas no futuro.

Um passo importante para salvar vidas​

De acordo com a Universidade de Columbia, o tamanho médio do coração de um recém-nascido saudável é o de uma noz. Se houver um problema com o coração, pode ser difícil para os médicos darem à criança os cuidados de que necessita, uma vez que os pacemakers tradicionais podem ter aproximadamente o mesmo tamanho e necessitam frequentemente de alguma forma de cirurgia para serem implantados.






Quando o dispositivo vestível (à esquerda) deteta um batimento cardíaco irregular, emite luz para ativar o pacemaker. Estes impulsos curtos - que penetram na pele, no esterno e nos músculos do doente - controlam o ritmo cardíaco. (Crédito da imagem: John A. Rogers/Northwestern University)


No entanto, o dispositivo que a equipa de investigadores da Universidade Northwestern criou ajudará a mitigar os riscos da cirurgia, uma vez que pode ser implantado de forma não invasiva e será biodegradável após um período de tempo suficiente.

Desenvolvemos o que é, tanto quanto sabemos, o pacemaker mais pequeno do mundo. Há uma necessidade crucial de pacemakers temporários no contexto de cirurgias cardíacas pediátricas, e esse é um caso de uso em que a miniaturização do tamanho é incrivelmente importante. Em termos de carga do dispositivo no corpo - quanto mais pequeno, melhor.

Afirmou John A. Rogers, um pioneiro da bioelectrónica da Northwestern que liderou o desenvolvimento do dispositivo, num comunicado de imprensa.



A equipa de investigadores testou o seu modelo em roedores e em dadores de órgãos de indivíduos falecidos.



Os resultados do estudo indicam que o dispositivo minúsculo funciona numa variedade de tamanhos de coração, e não apenas no de crianças, embora os investigadores tenham realizado o estudo tendo em mente as crianças.

Criação de um pacemaker biodegradável​

A ideia do dispositivo surgiu de uma investigação anterior de Rogers e do seu colega Igor Efimov, coautor do estudo e professor de engenharia biomédica e de medicina (cardiologia) na Northwestern.



Num estudo anterior publicado na Nature Biotechnology, a dupla trabalhou num pacemaker temporário diferente que também era biodegradável. De acordo com os investigadores, muitas pessoas necessitam de pacemakers depois de terem sido submetidas a uma cirurgia cardíaca para ajudar a colocar o seu coração no ritmo correto. Estes pacemakers requerem frequentemente fios que se ligam ao coração e podem causar uma série de problemas quando são removidos, tais como infeções, danos nos tecidos e coágulos sanguíneos.



Concebido para estimulação temporária, o pequeno pacemaker dissolve-se simplesmente quando deixa de ser necessário. Ao degradar-se inofensivamente no corpo, evita a necessidade de extração cirúrgica

Os fios saem literalmente do corpo, ligados a um pacemaker fora do corpo.
Quando o pacemaker já não é necessário, o médico retira-o. Os fios podem ficar envoltos em tecido cicatricial. Assim, quando os fios são puxados para fora, podem danificar o músculo cardíaco. Foi assim que Neil Armstrong morreu. Ele tinha um pacemaker temporário após uma cirurgia de bypass. Quando os fios foram retirados, ele teve uma hemorragia interna.

Disse Efimov num comunicado de imprensa.


Os primeiros dispositivos biodegradáveis da dupla eliminaram a necessidade de fios que poderiam causar danos, tornando os pacemakers mais seguros e eficientes. No entanto, os médicos questionavam-se se o seu pacemaker do tamanho de um quarto poderia ser mais pequeno, de modo a que o seu implante fosse menos invasivo.




A partir da esquerda, um pacemaker tradicional, um pacemaker sem chumbo e o novo pacemaker.

Usar a energia do corpo​

Para produzir um pacemaker mais pequeno, a dupla teve de repensar a fonte de energia do dispositivo. O seu dispositivo original utilizava protocolos de comunicação de campo próximo, semelhantes aos que os smartphones utilizam para aplicações de pagamento, e necessitava de uma antena. A antena era o que acrescentava espaço extra ao dispositivo.


Para reduzir o tamanho, a dupla concebeu um esquema baseado na luz que ligaria o pacemaker e criaria os impulsos de que o coração necessitava. Utilizaram também uma bateria capaz de transformar a energia química do corpo em energia elétrica.

Quando o pacemaker é implantado no corpo, os biofluidos circundantes actuam como o eletrólito condutor que une eletricamente as duas almofadas metálicas para formar a bateria. Um minúsculo interrutor ativado por luz no lado oposto da bateria permite-nos passar o dispositivo do estado “desligado” para o estado “ligado”, mediante a emissão de luz que atravessa o corpo do doente a partir do adesivo montado na pele.

Concluiu Rogers.



Este novo dispositivo poderá abrir uma série de outras portas no que respeita à criação de outros dispositivos médicos não invasivos.


Quem sabe o que o futuro nos reserva com esta tecnologia?



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