Notícia

Novo implante macio, sem fio e bioabsorvível monitora e trata o coração após cirurgias ou intervenções cardíacas

Universidade Northwestern e Universidade George Washington

Fonte

Universidade Northwestern

Data

segunda-feira, 10 julho 2023 06:35

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Biologia. Biomecânica. Cardiologia. Ciência dos Materiais. Cirurgia. Engenharia Biomédica. Medicina. Medicina Intensiva. Saúde Pública. Sistemas de Controle.

Quase 700.000 pessoas nos Estados Unidos morrem de doenças cardíacas todos os anos, e um terço dessas mortes resulta de complicações nas primeiras semanas ou meses após um evento traumático relacionado ao coração.

Para ajudar a prevenir essas mortes, pesquisadores da Universidade Northwestern e da Universidade George Washington desenvolveram um novo dispositivo para monitorar e tratar doenças e disfunções cardíacas nos dias, semanas ou meses seguintes a tais eventos. E, depois que o dispositivo não for mais necessário, ele se dissolve inofensivamente dentro do corpo, evitando a necessidade de extração.

Do tamanho de um selo postal, o dispositivo macio e flexível usa uma série de sensores e atuadores para realizar investigações mais complicadas do que dispositivos tradicionais, como marca-passos, podem realizar. Além de poder ser colocado em várias seções do coração, o dispositivo também transmite continuamente informações aos médicos, para que eles possam monitorar remotamente o coração do paciente em tempo real. O dispositivo também é altamente transparente, permitindo que os médicos observem regiões específicas do coração para fazer um diagnóstico ou fornecer um tratamento.

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances.

“Várias complicações graves, incluindo fibrilação atrial e bloqueio cardíaco, podem ocorrer após cirurgias cardíacas ou terapias baseadas em cateteres””, disse o Dr. Igor Efimov, professor da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, e cardiologista que coliderou o estudo. “O monitoramento pós-cirúrgico atual e o tratamento dessas complicações requerem tecnologia mais sofisticada do que a disponível atualmente. Esperamos que nosso novo dispositivo possa fechar essa lacuna na tecnologia. Nosso dispositivo eletrônico transitório pode mapear a atividade elétrica de vários locais nos átrios e, em seguida, fornecer estímulos elétricos a vários locais para interromper a fibrilação atrial assim que ela começar”, continuou o pesquisador.

“Muitas mortes que ocorrem após uma cirurgia cardíaca ou um ataque cardíaco poderiam ser evitadas se os médicos tivessem melhores ferramentas para monitorar e tratar pacientes nas delicadas semanas e meses após a ocorrência desses eventos”, acrescentou o Dr. Luyao Lu, professor da Universidade George Washington, que coliderou o trabalho juntamente com o professor Igor Efimov. “A ferramenta desenvolvida em nosso trabalho tem grande potencial para atender às necessidades não atendidas em muitos programas de pesquisa cardíaca fundamental e translacional”, destacou.

O Dr. Igor Efimov é professor de Engenharia Biomédica na Escola de Engenharia e também professor na Escola de Medicina da Universidade Northwestern. O Dr. Luyao Lu é professor de Engenharia Biomédica na Universidade George Washington.

O trabalho atual trabalho se baseia no trabalho anterior do professor Efimov no desenvolvimento de implantes cardíacos para monitorar e estimular temporariamente o coração. Em 2021, o Dr. Efimov e o professor Dr. John A. Rogers, também da Universidade Northwestern, apresentaram o primeiro marca-passo transitório, cujos resultados foram publicados na revista científica Nature Biotechnology. Então, no início deste ano, a equipe do professor Efimov revelou uma ‘tatuagem’ de grafeno para o tratamento de arritmia cardíaca, publicada na revista Advanced Materials.

“Após cirurgias cardíacas, os cirurgiões às vezes inserem fios temporários, que são conectados a geradores de corrente externos, para fornecer estimulação elétrica durante o bloqueio cardíaco temporário causado pela cirurgia”, disse o professor Efimov. “Recentemente, desenvolvemos um marca-passo bioabsorvível para substituir esses fios. A fibrilação atrial pós-operatória requer uma abordagem mais complicada baseada em uma matriz de múltiplos eletrodos para detecção e interrupção da fibrilação atrial. Agora, apresentamos uma nova tecnologia para atingir esse objetivo”, continuou.

Testado em modelos de pequenos animais, o novo dispositivo oferece funções além das de um marca-passo tradicional: ele não só pode restaurar os ritmos cardíacos normais, mas também pode mostrar quais áreas do coração estão funcionando bem e quais não estão. A natureza transparente do dispositivo também permite que os pesquisadores mapeiem opticamente muitos parâmetros físicos cardíacos importantes por meio do dispositivo para estudar melhor a função cardíaca e os mecanismos das doenças cardíacas.

Após um período clinicamente relevante, o dispositivo – que é feito de materiais biocompatíveis aprovados pela agência reguladora Food and Drug Administration (FDA) dos EUA – simplesmente se dissolve em produtos benignos. O dispositivo se degrada e depois desaparece completamente por meio dos processos biológicos naturais do corpo. A natureza bioabsorvível do dispositivo pode reduzir os custos de saúde e melhorar os resultados dos pacientes, evitando complicações de extração cirúrgica e diminuindo os riscos de infecção.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

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

Fonte: Amanda Morris, Universidade Northwestern. Imagem: do tamanho de um selo postal, o dispositivo macio e flexível usa uma série de sensores e atuadores para realizar investigações mais complexas do que dispositivos tradicionais, como marca-passos, podem realizar. Fonte: Universidade Northwestern e Universidade George Washington.

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