CONTRIBUIÇÕES DA ENGENHARIA NA MEDICINA

O avanço tecnológico e um maior conhecimento sobre o corpo humano tem possibilitado o desenvolvimento de novas tecnologias tanto para o diagnóstico médico quanto para tratamentos mais eficazes. As pesquisas de engenharia, materiais, nanotecnologia, químicos, entre outras, apresentam resultados cada vez mais amplos e de grande relevância na medicina.

Na China, pesquisadores da Universidade de Tsinghua desenvolveram um dispositivo de grafeno capaz de converter movimentos da garganta, como o pulso e o batimento cardíaco, em sinais sonoros e traduzi-los em palavras. O objetivo da pesquisa é a ajudar pacientes de câncer que perderam a laringe a se comunicarem. A “garganta artificial”, semelhante a uma tatuagem, é fixada temporariamente ao pescoço do usuário com ajuda de água. Ainda há a possibilidade do dispositivo ser reutilizado.

A impressão 3D tem ganhado papel de grande destaque na medicina. Esta pode ser utilizada na fabricação de próteses personalizadas, réplicas de órgãos e remédios na dose certa. A impressão de medicamentos permite a administração da dosagem correta para cada pessoa, evitando desperdício ou ingestão de drogas em quantidades impróprias. As pesquisas desenvolvidas na área da impressão 3D, também estão voltadas para a criação de remédios que se dissolvem mais rapidamente no organismo ou ainda, na combinação de drogas, criando tratamentos verdadeiramente personalizados.

Prótese impressa em 3D. Fonte: Pixabay

Na impressão 3D a tinta é substituída por um material que pode ser em pó, gel ou ainda por filamentos, de plástico, metal ou biotinta (um polímero em gel que contém células), sendo o último em fase experimental. Pesquisadores em todo o mundo buscam desenvolver a tecnologia de impressão 3D biológica que seja capaz de produzir partes específicas do corpo humano.

Pesquisadores da Universidade de Tel-Aviv, em Israel, produziram, em março, um protótipo de coração humano impresso. A estrutura, apesar de muito pequena, conta com tecidos humanos e vasos sanguíneos. Entretanto, a pesquisa ainda necessita de muitos avanços para a sua real utilização. O protótipo bate, mas ainda não consegue bombear o sangue.

Impressão 3D do coração. Fonte: The Science Times.

Os casos de sucesso que ganharam maior repercussão da utilizada impressão 3D na medicina, foram os dos pacientes Hu e Garrett Peterson. Hu ganhou uma prótese no crânio produzida de malha de titânio impressa, possibilitando dar forma ao seu rosto, protegendo o cérebro e o ajudando inclusive a voltar a falar. Já a bebê de 18 meses, Garrett Peterson, teve um tubo impresso sob medida instalado em seu pescoço para desobstruir as vias aéreas. As impressões para substituições ósseas podem ser feitas de fosfato de cálcio, que além de substituir, pode induzir a formação óssea original daquela área.

A engenharia também tem contribuído com a medicina em pesquisas de compostos químicos que possam substituir o uso de cápsulas de medicamentos. Utilizando o conceito da nanotecnologia, os pesquisadores buscam reduzir o tamanho da molécula do princípio ativo das drogas. Deste modo, com o medicamento até 1 bilhão de vezes menor, o composto pode ser misturado na água ou no suco para facilitar a ingestão pelo paciente, e a absorção das partículas chega a ser dez vezes maior do que a obtida com o uso de cápsulas. Essa foi o objetivo de uma Startup de Ribeirão Preto (SP) em parceria com a USP na produção do ômega 3 hidrossolúvel, o hidrômega, que conserva o princípio ativo, mas a partir do contato com água ou com qualquer outro meio líquido ou semissólido, ele se dissolve e pode ser facilmente ingerido, podendo, por exemplo, ser borrifado em uma salada.

Um grupo de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, desenvolvera um ‘líquido magnético’ que pode revolucionar a medicina. O magnetismo possibilita que as gotas do líquido possam ser guiadas por meio de ímãs externos, assim, seria possível “guiar” externamente medicamentos dentro do corpo humano. Esta tecnologia permitiria combater doenças com maior especificidade, como o câncer, por exemplo.

No desenvolvimento deste ‘líquido magnético’ e usando técnicas atômicas avançadas e uma bobina magnética, as nanopartículas de óxido de ferro assumiram o formato de “pequenas conchas maciças”, e após retirado o estímulo magnético, as gotículas de ferrofluido se tornaram magnéticas de forma permanente.

Pela primeira vez, uma equipe de cientistas conseguiu manter o campo magnético de um líquido após a remoção do estímulo foi removido. Fonte: Época Negócios.

Outra área de contribuição da química na medicina é no desenvolvimento de biossensores. O Prêmio Capes de Teses 2018 destacou um trabalho da USP, em São Carlos, que utiliza biossensores para a detecção precoce de câncer de pâncreas. O biossensor desenvolvido é composto de camadas nanométricas de materiais poliméricos que são responsáveis por ajudar a preservar a atividade das biomoléculas utilizadas no estudo. A interação específica entre as biomoléculas e os anticorpos gera um sinal elétrico medido pelo sensor. Logo após, os dados gerados são analisados.

Pesquisadores brasileiros também desenvolveram, na USP, um biossensor capaz de detectar se alimentos estão contaminados por bactérias como a Salmonella spp. O dispositivo usa nanopartículas magnéticas e uma substância extraída do veneno do ferrão de abelhas para detectar a contaminação de forma muito mais rápida e eficiente que os métodos tradicionais.

Também na USP, foram desenvolvidos biossensores mais precisos utilizando nanotubos de carbono, como uma ponte entre as enzimas que detectam as moléculas desejadas e os eletrodos, que indicam a concentração dessas moléculas. O novo dispositivo apresenta as mesmas dimensões das moléculas do composto que se procura e é muito mais sensível.

Biossensoresultra-sensívelcomnanotubos de carbono e DNA. Imagem:Analyst/Marshall Porterfield/Mike Schweinsberg

Existem inúmeras áreas que a engenharia química ainda pode contribuir com a medicina, seja no desenvolvimento de dispositivos, ou ainda no desenvolvimento de materiais compatíveis com o corpo humano. O que imaginávamos para um futuro distante já se tornou realidade, o mundo está em constante evolução.

Referências

Nanotecnologia une nanotubos e DNA em biossensoresultra-precisos

Biossensor brasileiro avisa se alimentos estão contaminados por bactérias como a salmonella

Biossensor de câncer de pâncreas pode chegar às farmácias

Cientistas criam primeiro ‘líquido magnético’, que pode revolucionar a medicina

Startup e USP criam ômega 3 hidrossolúvel que substitui cápsulas

“Medicina usa peças impressas em 3D para próteses customizadas e ajuda em cirurgias”

Como a impressão 3D contribui para a medicina

Dispositivo instalado em pacientes consegue gerar sons de palavras