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Implantes cibernéticos, integrados com Inteligência Artificial, podem revolucionar o diagnóstico médico no futuro – e um grupo de cientistas desenvolveu materiais eletrônicos e orgânicos que podem servir de matéria prima para esses componentes. A pesquisa será apresentada na conferência de outono da American Chemical Society (ACS).
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A ideia é contribuir para a criação de verdadeiros “ciborgues” (parte humanos, parte seres robóticos), com dispositivos que podem monitorar o desenvolvimento de um tumor ou substituir tecidos danificados. Porém, o desafio está em conectar a eletrônica diretamente aos tecidos humanos do corpo.
“Tivemos a ideia para este projeto porque estávamos tentando fazer a interface de microeletrodos inorgânicos rígidos com o cérebro, mas os órgãos são feitos de materiais orgânicos, salgados e vivos”, explica David Martin, pesquisador da Universidade de Delaware, que liderou o estudo. “Não estava funcionando bem, então pensamos que deveria haver uma maneira melhor”.
Materiais microeletrônicos tradicionais, como silício, ouro, aço inoxidável e irídio, causam cicatrizes quando implantados em seres vivos. Para aplicações em músculos ou tecido cerebral, os sinais elétricos precisam fluir para que funcionem corretamente, mas as cicatrizes interrompem essa atividade.
De acordo com o estudo, um revestimento pode ajudar nessa transmissão. “Começamos a olhar para materiais eletrônicos orgânicos, como polímeros conjugados que estavam sendo usados ââem dispositivos não-biológicos”, lembra Martin. “Encontramos um exemplo quimicamente estável que é vendido comercialmente como um revestimento antiestático para telas eletrônicas”.
Após o teste, os pesquisadores descobriram que o polímero tinha as propriedades necessárias para fazer a interface do hardware com o tecido humano. “Esses polímeros conjugados não são só eletricamente ativos, como também ionicamente ativos”, explica o pesquisador. “Os contra-íons fornecem a carga de que precisam, então, quando estão em operação, tanto os elétrons quanto os íons se movem”.
O polímero, conhecido como poli (3,4-etilenodioxitiofeno) ou PEDOT, melhorou drasticamente o desempenho dos implantes médicos, reduzindo sua impedância de duas a três ordens de magnitude, aumentando assim a qualidade do sinal e a vida útil da bateria nos pacientes. Os pesquisadores começaram então a combinar diferentes materiais para criar polímeros com uma variedade de funções.
Entre os experimentos, o grupo de pesquisadores criou uma película PEDOT com um anticorpo para fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) anexado. O VEGF estimula o crescimento dos vasos sanguíneos após a lesão – e os tumores sequestram essa proteína para aumentar o suprimento de sangue.
O polímero que a equipe desenvolveu pode atuar como um sensor para detectar a um aumento de VEGF e, portanto, estágios iniciais da doença. Outros polímeros funcionalizados possuem neurotransmissores e essas películas podem ajudar a detectar ou tratar distúrbios cerebrais ou do sistema nervoso.
Via: ACS
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