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Cientistas desenvolvem músculo artificial para a aorta que ajuda o coração a bombear o sangue

Pesquisadores implantaram com sucesso o primeiro músculo tubular artificial que funciona como um dispositivo de assistência cardíaca, in vivo, em um porco

Reprodução, EPFL

Fonte

EPFL | Escola Politécnica Federal de Lausanne

Data

segunda-feira, 5 julho 2021 06:10

Áreas

Cardiologia. Engenharia Biomédica. Medicina.

Em janeiro deste ano, engenheiros da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, publicaram na revista científica Advanced Science o conceito de um novo dispositivo de assistência cardíaca que é desprovido de componentes metálicos rígidos. Consiste em um músculo artificial macio enrolado em torno da aorta que pode contrair e dilatar o vaso, melhorando a função natural da aorta e ajudando o coração a bombear sangue para o resto do corpo.

Recentemente, engenheiros da EPFL, liderados pelo Dr. Yves Perriard, do Laboratório de Atuadores Integrados, em colaboração com a Universidade de Berna, implantaram com sucesso seu primeiro músculo tubular artificial, in vivo, em um porco. Durante a operação de 4 horas, seu dispositivo de assistência cardíaca manteve 24.000 pulsações, das quais 1.500 foram ativadas artificialmente pela aorta aumentada.

“Acabamos de alcançar uma prova de conceito inédita em todo o mundo, implantando com sucesso nosso dispositivo cardíaco em um porco vivo. Estamos entusiasmados em poder prosseguir com a próxima rodada de projetos, graças ao apoio da Fundação Werner Siemens”, destacou o Dr. Yves Perriard.

Tecnologia cardíaca de última geração

A tecnologia cardíaca atual requer conectar o coração diretamente a uma bomba, o que significa a necessidade de uma cirurgia cardíaca invasiva. Além disso, as bombas tradicionais usam sistemas mecânicos rígidos envolvendo uma hélice para fazer o sangue fluir, mas que também podem destruir os glóbulos vermelhos, podendo se tornar uma solução insustentável.

O novo dispositivo cardíaco proposto pelos engenheiros da EPFL não interfere diretamente no coração, mas na aorta. O conceito envolve a colocação de um atuador de elastômero dielétrico (DEA) – um polímero que transforma energia elétrica em trabalho mecânico – ao redor da aorta, próximo à válvula aórtica. Ao se aplicar uma tensão elétrica no dispositivo, o atuador contrai e dilata artificialmente a aorta, agindo como um músculo tubular que imita a função natural da aorta.

“Nossa ‘aorta artificial’ imita a forma como os vasos sanguíneos se contraem e relaxam para mover o sangue através do sistema circulatório. A diferença é que a ação natural da aorta é passiva devido à pressão arterial, enquanto nosso dispositivo é controlado por uma tensão elétrica externa”, explicou o Dr. Yoan Civet, do Laboratório de Atuadores Integrados da EPFL. “Com a ajuda de nossa aorta artificial, o coração usa menos energia para circular o mesmo volume de sangue.”

“Nosso DEA não é uma bomba autônoma. O coração mantém a função do DEA fornecendo pressão arterial e, em troca, o DEA auxilia o coração, tornando-o mais eficiente no bombeamento de sangue. ”

“Nosso dispositivo é minimamente invasivo, pois não tocamos o coração diretamente. Em princípio, também preserva os glóbulos vermelhos devido à falta de componentes metálicos rígidos, ao contrário dos métodos tradicionais”, explicou o Dr. Perriard.

Muitos desafios ainda pela frente

O Dr. Perriard e sua equipe estão entusiasmados com o sucesso de sua mais recente conquista, mas também estão cientes das advertências. Por exemplo, a versão atual de seu DEA colocado na aorta pode não ter componentes metálicos, mas ainda contém componentes plásticos rígidos que são usados ​​para conectar o dispositivo à aorta.

Além disso, o DEA deve ser colocado idealmente ao redor da aorta, mas isso ainda não foi alcançado. Os engenheiros destacam que devem encontrar uma solução que não envolva o corte da aorta para implantar o dispositivo. “Talvez a solução seja encontrar uma maneira de fazer a aorta aderir ao nosso dispositivo”, explicou o Dr. Perriard.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da EPFL (em inglês).

Fonte: Hillary Sanctuary, EPFL. Imagem: Reprodução, EPFL. Vídeo: EPFL.

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