Vencedor do Concurso Create the Future 2020 – Categoria Médica: ‘Um Chip do Velho Bloco’ para Desfibrilação Sem Dor

UM CHIP DO VELHO BLOCO: DESFIBRILAÇÃO SEM DOR

Mehdi Razavi, Mathews John, Allison Post e Aydin Babakhani Instituto do Coração do Texas (Houston, TX)

Vencedor de uma Workstation HP; Patrocinador da Categoria: ZEUS 

Atividade elétrica caótica do coração (arritmia) tem um impacto tremendo no bem-estar da sociedade: não apenas é a causa número um de morte súbita e acidente vascular cerebral, mas também é um contribuinte líder para insuficiência cardíaca congestiva (ICC). O tratamento mais definitivo para arritmia é chocar o coração (seja por pás transcutâneas ou desfibriladores cardíacos implantáveis (DCIs). Choques são imprevisíveis e extremamente dolorosos, levando a TEPT em alta proporção de pacientes.

Uma pedra angular para tratamento de ICC é terapia de ressincronização cardíaca (TRC) na qual um marcapasso especializado é usado para fortalecer o músculo cardíaco enfraquecido. DCIs e marcapassos enviam pulsos elétricos ao coração através de fios chamados eletrodos. Estes eletrodos são colocados dentro das veias e avançados até o coração em uma extremidade e conectados a uma bateria (ou “lata”) colocada no peito sob a pele na outra extremidade. Eletrodos, no entanto, nem sempre podem ser colocados onde necessários e são propensos a infecção e fratura.

A invenção é um sistema de estimulação miniaturizado, implantável, sem fio e sem bateria (nós) que consiste em minúsculos microchips integrados baseados em silício que trazem à foco nítido a notável possibilidade de eliminar choques, eletrodos e fios. Cada nó pesa apenas cerca de 0,09 grama porque não requer baterias internas. (Marcapassos comuns em uso hoje pesam 2-28 gramas.) Os protótipos existentes são fabricados sob medida, mas seus designs serão facilmente traduzíveis para práticas de fabricação padrão.

Como pode entregar estimulação não apenas a qualquer localização, mas a um número ilimitado de localizações no coração, esta tecnologia tem o potencial de entregar desfibrilação imperceptível (sem dor) através de rajadas de estimulação multi-sítio sofisticadas, coordenadas e direcionadas. A viabilidade de desfibrilação sem a necessidade de choques foi demonstrada usando um sistema com fios. A tecnologia também estimulou de até seis locais diferentes usando esses chips de estimulação alimentados sem fio (mais que qualquer sistema com fio aprovado para uso médico até hoje).

Todos os pacientes com DCIs, mais de 5 milhões de americanos vivendo com fibrilação atrial, e um segmento substancial de pacientes com dispositivos TRC podem se beneficiar desta tecnologia. Pacientes com desfibriladores podem viver mais, mas por causa dos choques dolorosos que recebem, não necessariamente melhor. Desfibrilação imperceptível permaneceu o santo graal da área. Esta tecnologia será: 1) mais segura, pois não há necessidade de fios de eletrodos que podem fraturar, deslocar ou causar infecções; 2) mais eficaz no tratamento da causa subjacente de arritmias porque podem ser colocados exatamente onde necessários; e 3) capaz de entregar desfibrilação imperceptível.

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MENÇÕES HONROSAS:

Remendos de Engenharia de Tecido Personalizáveis para Cicatrização Acelerada de Feridas

Samarender Nagam Hanumantharao, Carolynn Que e Smitha Rao (Michigan Tech, Houghton, MI)

Este remendo de cicatrização de feridas é usado com adesivos ou bandagens no local da ferida. Os remendos se assemelham à estrutura de tecido natural encontrada no corpo. As estruturas atuam como suportes para as células, guiam crescimento e alinhamento celular, e ajudam a acelerar cicatrização de feridas, reduzir cicatrizes e prevenir infecções secundárias. Eles também podem incorporar liberação de fármacos ou proteção antibacteriana.

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Rastreamento Precoce de Câncer de Pulmão Usando o Sistema eXoutcancer

Sumita T. Jonak, Brian D'Souza e Abhinav Chandra (UCLA Anderson, Los Angeles, CA)

Esta tecnologia revolucionária permite rastreamento precoce de câncer de pulmão para diagnosticar a doença quando é mais tratável. O sistema eXoutcancer é uma combinação de um nanochip e um banco de dados espectroscópico proprietário derivado de um algoritmo de aprendizado de máquina (AM). Os dados espectroscópicos complexos são analisados via algoritmo para desenvolver uma impressão digital diagnóstica.

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Glucowaves para Monitoramento Conveniente e Sem Dor de Nível de Glicose no Sangue

Ala Eldin Omer, George Shaker e Safieddin Safavi-Naeini (Universidade de Waterloo, Ontário, Canadá)

Este sistema de sensoriamento vestível compacto, de baixo custo, utiliza sensores de micro-ondas e inteligência artificial para permitir que diabéticos monitorem seus níveis de glicose no sangue de forma não invasiva, sem amostrar qualquer fluido fora do corpo. O dispositivo envia sinais eletromagnéticos de pequenos comprimentos de onda através da pele do dedo. O dispositivo pode ser realizado como um vestível ao redor do pulso ou dedo para uso diário.

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Monitores Contínuos de Pressão Arterial Vestíveis

Xina Quan, PyrAmes (Cupertino, CA)

Estes dispositivos de monitoramento de pressão arterial vestíveis são não invasivos, contínuos, confortáveis, sem fio e fáceis de usar. Eles usam sensores capacitivos finos como papel levemente contactando a pele que captam um sinal de forma de onda de pulso que correlaciona com mudanças de PA arterial. Os dispositivos foram usados com sucesso em pacientes variando de recém-nascidos a adultos com mais de 89 anos.

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Veja o restante dos vencedores deste ano:

• VENCEDOR DO GRANDE PRÊMIO
• AEROESPACIAL & DEFESA
• AUTOMOTIVO/TRANSPORTE
• DESIGN DE PRODUTO DE CONSUMO
• ELETRÔNICA/SENSORES/IOT
• MANUFATURA/ROBÓTICA/AUTOMAÇÃO
• TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS/ENERGIA FUTURA