Eletricidade extraída do ouvido alimenta implantes médicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/11/2012

O coletor de energia captura uma parte da eletricidade natural gerada pelo ouvido e destinada a transmitir os sinais do ouvido até o cérebro.
[Imagem: Mercier et al./Nature Biotechnology]

Bateria natural

Usar movimentos do corpo humano e do meio ambiente para gerar eletricidade é um conceito - demonstrando nos chamados nanogeradores - que vem sendo desenvolvido por vários grupos ao redor do mundo.

Patrick Mercier e seus colegas do MIT, nos Estados Unidos, fizeram diferente: eles estão extraindo energia de uma "bateria natural" que existe no fundo do ouvido humano.

No fundo do ouvido de todos os mamíferos existe uma câmara repleta de íons, encarregados de produzir uma corrente elétrica para gerar os sinais neurais que levam até o cérebro os impulsos que codificam os sons.

É essencialmente uma bateria natural.

O que Mercier fez foi construir um coletor de energia que captura uma parte dessa eletricidade natural.

Audição e labirintite

A energia gerada pelo dispositivo, que é pequeno para ser implantado no interior do ouvido humano, é suficiente para alimentar um implante médico.

Segundo a equipe, como o dispositivo não atrapalha a audição natural, ele poderá ser usado para alimentar tanto implantes auditivos, quanto equipamentos para pessoas com problemas de equilíbrio.

Eventualmente ele poderá ser usado para liberar medicamentos nas quantidades e nos prazos predeterminados pelo médico.

O pequeno coletor de energia foi implantado em cobaias, que continuaram respondendo normalmente aos testes auditivos.

Enquanto isso, o equipamento transmitia as condições químicas do ouvido interno para um receptor por meio de uma conexão de rádio.

O chip contém todo o sistema de controle da coleta de energia, além do rádio para enviar e receber dados.
[Imagem: Patrick P. Mercier]

"Há mais de 60 anos que se sabe da existência dessa bateria natural, e que ela é realmente importante para uma audição normal, mas ninguém havia tentado usá-la para alimentar equipamentos eletrônicos úteis," disse Konstantina Stankovic, orientadora do estudo.

Segundo ela, acreditava-se que seria perigoso demais enfiar qualquer coisa lá dentro sem provocar danos. O experimento mostrou que os temores não tinham fundamento, bastando limitar a quantidade de eletricidade que é coletada, de forma a não atrapalhar o funcionamento normal do ouvido.

Energia extraída do ouvido

O ouvido converte a força mecânica induzida pelas ondas sonoras no tímpano em um sinal eletroquímico que é enviado até o cérebro - a bateria biológica é a fonte dessa corrente elétrica que é enviada através dos nervos.

Localizada na parte da orelha chamada cóclea, a câmara da bateria é dividida por uma membrana que contém células especializadas em bombear íons.

A tensão elétrica é criada por um desequilíbrio entre os íons de sódio e potássio entre os dois lados da membrana.

A energia elétrica produzida pela bateria natural varia ao longo do tempo, mas não é suficiente para colocar o circuito eletrônico em funcionamento. Por isso os cientistas dão a partida nele usando como ignição um pulso de ondas de rádio.

Uma vez em funcionamento, contudo, o circuito se torna autossustentável, e passa a funcionar continuamente.

Nas cobaias, leva de 40 segundos a quatro minutos para que o circuito eletrônico implantado acumule energia suficiente em um capacitor para fazer sua transmissão.

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