Cientistas implantaram minúsculos eletrodos de película fina com um invólucro impresso em 3D no sistema nervoso periférico de pássaros canoros, registrando com sucesso os impulsos elétricos que geram as vocalizações das aves.
A pesquisa representa um avanço no campo emergente da medicina bioeletrônica e pode eventualmente levar a um novo tratamento para doenças como artrite reumatóide, síndrome do intestino inflamado e diabetes, segundo Tom Gardner, neurocientista da Phil and Penny Knight Campus for Accelerating Scientific Impact da Universidade de Oregon. Gardner é o principal autor do estudo publicado na Nature Communications.
Sua equipe desenvolveu o dispositivo, chamado de nanoclipe, cujo diâmetro é aproximadamente de um fio de cabelo humano. É o primeiro eletrodo para registrar ou estimular nervos periféricos a serem fabricados em uma escala compatível com os menores nervos do corpo. A pesquisa começou em seu antigo laboratório na Universidade de Boston, avançando ainda mais no laboratório de Oregon.
Pesquisadores conseguiram ativar as vocalizações usando um nanoclipe. Imagem: iStock
O nanoclipe pode decodificar e modular sinais elétricos que viajam no sistema nervoso periférico, que contém nervos e células neuronais fora do cérebro e medula espinhal que controlam órgãos terminais. Segundo Gardner, a medicina bioelétrica busca modular esses sinais para tratar problemas crônicos como asma, hipertensão, controle da bexiga, síndrome do ovário policístico ou até a resposta inflamatória que acontece em casos mais graves de Covid-19.
Além de alcançar registros estáveis de alta relação sinal-ruído de impulsos nervosos durante vocalizações de tentilhões-zebra machos adultos, o dispositivo permitiu controlar com precisão a saída do nervo. Os pesquisadores conseguiram evocar vocalizações distintas para diferentes padrões de ativação em seis contatos elétricos dentro do nanoclipe.
Esse controle espaço-temporal pode ser útil para futuros implantes biomédicos que buscam não apenas ativar um nervo, como fazê-lo seletivamente em estruturas específicas dentro do nervo que têm funções diferentes no órgão receptor do sinal.
Dispositivo é impresso em 3D e tem o diâmetro de um fio de cabelo. Imagem: iStock
De acordo com Gardner, uma característica importante do dispositivo é a facilidade de implante cirúrgico, que continua sendo uma questão primária para futuros medicamentos bioelétricos. A grande diferença é que o nanoclipe impresso em 3D pode ser simplesmente colocado por cima do nervo, sem necessidade de pinçá-lo e abri-lo, resultando em uma cirurgia minimamente invasiva.
Os nanoclipes foram projetados em uma impressora 3D projetada pela equipe, capaz de produzir os dispositivos até 20 vezes mais rápido do que as impressoras existentes no mercado.
Embora os dispositivos usem uma química fotorresistente não aprovada para uso humano, os nanoclipes atuais fabricados em laboratório usam uma abordagem similar à de implantes dentários, sugerindo um possível caminho para o futuro.
“Este estudo é realmente um teste inicial para novos métodos de fabricação focados em estruturas submilimétricas”, explicou Gardner. Segundo ele, o foco do trabalho “é refinar os métodos de integração da fabricação de filmes finos e impressão 3D com resolução de mícron e usar essas ferramentas para criar novos tipos de dispositivos”.
Via: Medical Xpress
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