BioNOW! #57 – Pacemaker Inteligente: O Coração Artificial Biodegradável
BioNOW! #57 - Pacemaker Inteligente: O coração artificial biodegradável
Os recentes e rápidos avanços tecnológicos, aliados à área médica, têm contribuído significativamente para aumentar tanto a qualidade de vida da população humana como a esperança média de vida.
Recentemente, foi criado um pacemaker inteligente que, pelas palavras do Professor Igor R.Efimov, “Evita a perigosa etapa de puxar o fio do pacemaker”, quando este já não revela utilidade, “Criamos um pacemaker que simplesmente se dissolve e não precisa de ser removido.”. Esta descoberta médico-tecnológica já está a correr o mundo, tendo sido apoiada abundantemente por vários membros na área médica e proporcionando um maior conforto e, acima de tudo, segurança!
Mas, afinal, como é que tudo começou?
E que melhor palco para esta prova senão o jogo Pong! Neste jogo, uma bola desloca-se pelo ecrã, seguindo trajetórias retilíneas e o objetivo consiste em impedir que a bola atinja os limites laterais do ecrã. Para este efeito, o jogador movimenta uma barra de modo a intercetar a bola, impedindo que esta alcance o limite do campo. Além de ser um dos mais antigos e célebres videojogos de sempre, é por muitos considerado o impulsionador dessa mesma indústria. Foi já usado para testar mecanismos de machine learning, pelo que se afigura bastante relevante para avaliar evidências de aprendizagem, desta vez, em organismos vivos.
Figura 1 – Pacemaker antes de ser degradado
Cientistas da Northwestern University apresentaram o primeiro pacemaker temporário, que consiste num dispositivo sem fios e completamente implantável, feito com biomateriais, que se degrada de forma inofensiva no corpo, depois de deixar de se revelar necessário. Recentemente, a equipa conduzida por John A.Rogers, Igor R,Efimov e Rishi Arora, da Universidade acima referida, conseguiram criar uma nova versão, mais inteligente, que se encontra integrada a uma rede coordenada de sensores wireless, macios e flexíveis juntamente com unidades de controlo posicionadas ao redor da parte superior do corpo.
Os sensores comunicam entre si para monitorizar de forma contínua as diversas funções fisiológicas do corpo, que incluem aspetos como: temperatura corporal, níveis de oxigénio, respiração e atividade física, atividade elétrica do coração, entre outros… Posteriormente, o sistema é capaz de analisar automaticamente essa combinação de atividades recorrendo a algoritmos, com o objetivo de detetar autonomamente ritmos cardíacos anormais e decidir quando estimular o coração e sua respetiva frequência. Este conjunto de informações é transmitido para um dispositivo eletrónico: telemóvel ou tablet, para que, de seguida, os médicos consigam monitorizar de forma remota os seus pacientes.
Este novo pacemaker biodegradável e a rede de sensores podem ser utilizados em pacientes que revelam precisar de um pacemaker temporário após uma cirurgia cardíaca ou que se encontram à espera de um pacemaker permanente. O pacemaker coleciona energia, através de um método wireless e a partir de um pequeno nó interior à rede, que corresponde a um dispositivo sem fios que adere suavemente ao peito do paciente -e, desta forma, torna-se desnecessário o uso de hardware externos e o recurso a fios ou condutores.
Os investigadores incorporaram um dispositivo de feedback hepático que pode ser colocado em qualquer parte do corpo com o intuito de tornar viável a comunicação sistema-paciente. Aquando da deteção de algum problema pelos sensores, o dispositivo hepático vibra consoante padrões específicos que levam ao alerta dos usuários e os informam sobre o problema.
Novas características têm sido adicionadas a este tipo de pacemaker para melhorar o seu funcionamento e aprimorar a sua eficácia: para além de se degradar lenta e inofensivamente, ainda liberta um medicamento anti-inflamatório para prevenir reações de corpo estranho. Outra importante adição, foi a de fornecimento de estimulação sob demanda, baseada na necessidade do paciente. Em sincronia com o pacemaker, o módulo cardíaco integrado no peito regista um eletrocardiograma em tempo real que permite monitorizar a atividade cardíaca. Isto revela extrema importância pois, de acordo com as palavras de Efimov. “(…) estimular o coração desnecessariamente, induz o risco de arritmia.”. Durante o estudo, foram comparadas tecnologias e descobriram que esta revela tanta exatidão como precisão no que que diz respeito aos sistemas de nível clínico.
Figura 2 – Degradação do pacemaker ao longo do tempo
Na opinião dos líderes desta investigação, este sistema será extremamente benéfico para os pacientes mais vulneráveis, como por exemplo, recém-nascidos. Atualmente, continuam a trabalhar para progressivamente melhorar o equipamento e adicionar novas características que possam fornecer gradualmente melhores informações e, também, em torná-lo mais acessível.
