Luz é usada para criar bioeletrônica dentro de organismos vivos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/12/2024

Fotopolimerização ex vivo em larvas de peixe-zebra e cérebro de galinha.
[Imagem: Fredrik Ek et al. - 10.1002/advs.202408628]

Integrando eletrônica e biologia

Pesquisadores suecos desenvolveram uma nova abordagem que promete trazer para as aplicações clínicas os dispositivos bioeletrônicos, que exigem um perfeito interfaceamento entre o eletrônico e o biológico.

A bioeletrônica tem levado ao desenvolvimento de implantes feitos de materiais eletricamente condutores para tratamento de diversas doenças. Já foram feitas demonstrações para tratar arritmia cardíaca, epilepsia e até doenças neurodegenerativas, como Parkinson.

Contudo, esses testes mostraram que os bioeletrodos e os métodos de implantação de hoje exigem que o tecido se adapte aos eletrodos, e não o contrário. E isso tem levado a complicações indesejadas, como inflamações e geração de cicatrizes, que interrompem o funcionamento dos eletrodos e, portanto, de todo o implante.

Para evitar esses problemas, Fredrik Ek e colegas da Universidade de Lund adotaram uma nova rota: Usar luz para fabricar os componentes bioeletrônicos diretamente no tecido biológico.

Para isso, Ek desenvolveu uma variação de um processo chamado de fotopolimerização, que usa luz de uma cor específica para curar, ou endurecer, um polímero aplicado previamente na forma líquida ou de gel. Primeiro, materiais sensíveis à luz são usados como blocos de construção para formar estruturas macias e condutoras diretamente no corpo - essas estruturas podem ser adaptadas para se integrar perfeitamente a tecidos moles como o cérebro. A seguir vem o processo de cura.

"Quando o tecido é exposto à luz azul, verde ou vermelha, uma reação rápida ocorre dentro de cinco a 30 minutos, formando um material macio, um hidrogel, que pode conduzir eletricidade. Esse material consiste nas chamadas estruturas de polímero e água," explicou Ek.

Detalhes dos componentes bioeletrônicos construídos com a nova técnica.
[Imagem: Fredrik Ek et al. - 10.1002/advs.202408628]

Terapias bioeletrônicas

A técnica de uso da luz permitiu a formação de estruturas bioeletrônicas com um nível de detalhamento sem precedentes, que se integraram perfeitamente às células do corpo.

"Isso nunca havia sido demonstrado antes para eletrodos formados diretamente em tecidos. As estruturas criadas são amigáveis aos tecidos e biocompatíveis, o que as torna mais adequadas do que a bioeletrônica de hoje para interagir com sistemas biológicos, como regular os sinais elétricos dos nervos. Isso pode ser significativo para tratar doenças neurológicas e neurodegenerativas," disse Ek.

Os pesquisadores vislumbram que sua tecnologia pode transformar o futuro das terapias bioeletrônicas. Diferentemente dos implantes atuais, esses bioeletrodos criados por luz são minimamente invasivos durante a implantação e não exigem remoção cirúrgica, porque se degradam naturalmente após o uso.

O próximo passo será passar dos testes iniciais, feitos em embriões de peixe-zebra e galinha, para testes em modelos animais maiores e, tendo sucesso, em humanos.

Mais tópicos