Pequeno implante sem fio detecta oxigênio nas profundezas do corpo

Engenheiros criaram um pequeno implante sem fio que pode fornecer medições em tempo real dos níveis de oxigênio nos tecidos profundamente abaixo da pele. O dispositivo, que é menor do que uma joaninha comum e alimentado por ondas de ultrassom, abre caminho para a criação de uma variedade de sensores miniaturizados que podem rastrear marcadores bioquímicos importantes no corpo, como pH ou dióxido de carbono. Esses sensores podem um dia fornecer aos médicos métodos minimamente invasivos para monitorar a bioquímica dentro de órgãos e tecidos funcionais.

O oxigênio é um componente-chave para a capacidade das células de aproveitar a energia dos alimentos que ingerimos e quase todos os tecidos do corpo precisam de um suprimento constante para sobreviver. A maioria dos métodos para medir a oxigenação dos tecidos só pode fornecer informações sobre o que está acontecendo perto da superfície do corpo. Isso ocorre porque esses métodos dependem de ondas eletromagnéticas, como a luz infravermelha, que podem penetrar apenas alguns centímetros na pele ou no tecido do órgão. Embora existam tipos de ressonância magnética que podem fornecer informações sobre a oxigenação dos tecidos profundos, eles exigem longos tempos de varredura e, portanto, não são capazes de fornecer dados em tempo real.

As ondas ultrassônicas, que são uma forma de som de frequência muito alta para serem detectadas pelo ouvido humano, podem viajar inofensivamente pelo corpo a distâncias muito maiores do que as ondas eletromagnéticas e já são a base da tecnologia de imagem de ultrassom na medicina.

A incorporação do sensor de oxigênio envolveu a integração de uma fonte de luz LED e um detector óptico no pequeno dispositivo, além de projetar um conjunto mais complicado de controles eletrônicos para operar e ler o sensor. Este tipo de sensor de oxigênio difere dos oxímetros de pulso que são usados ​​para medir a saturação de oxigênio no sangue. Enquanto os oxímetros de pulso medem a proporção de hemoglobina oxigenada no sangue, o novo aparelho é capaz de medir diretamente a quantidade de oxigênio no tecido.

Uma potencial aplicação do dispositivo é monitorar transplantes de órgãos, pois nos meses após o transplante de órgãos podem ocorrer complicações vasculares e essas complicações podem levar à disfunção do enxerto. Também pode ser usado para medir a hipóxia do tumor, o que pode ajudar os médicos a orientar a radioterapia do câncer.

Em bebês prematuros, o oxigênio suplementar pode ser necessário, mas os médicos não têm uma leitura confiável da concentração de oxigênio no tecido. Outras versões miniaturizadas deste dispositivo podem ajudar a gerenciar melhor a exposição ao oxigênio em bebês prematuros no ambiente de cuidados intensivos e ajudar a minimizar algumas das consequências negativas da exposição excessiva ao oxigênio, como retinopatia da prematuridade ou doença pulmonar crônica.

A tecnologia poderia ser melhorada ao abrigar o sensor para que ele pudesse sobreviver a longo prazo no corpo. Miniaturizar ainda mais o dispositivo também simplificaria o processo de implantação, que atualmente requer cirurgia. Além disso, a plataforma óptica no sensor pode ser prontamente adaptada para medir outras bioquímicas no corpo. Apenas alterando a plataforma que foi construída para o sensor de oxigênio, o dispositivo pode ser modificado para medir, por exemplo, pH, espécies reativas de oxigênio, glicose ou dióxido de carbono. Se a embalagem pudesse ser menor, o dispositivo poderia ser injetado no corpo com uma agulha, ou por meio de cirurgia laparoscópica, facilitando ainda mais a implantação.