Pequeno sensor pode guiar agulhas pelo corpo e monitorar a saúde de longe

Faça uma biópsia hoje em dia e é provável que seu médico tenha que nocauteá-lo, abrir uma parte de você e pescar o tecido necessário. Mas e se um pequeno sensor pudesse guiar uma agulha, mapeando seu interior à medida que avança, enquanto você (e seu médico) assistem em uma tela de vídeo?

Essa é a promessa de um novo aparelho, do tamanho de um grão de areia, capaz de transmitir um sinal sem fio a até 25 centímetros de distância. O trabalho também pode ter implicações para medir a pressão arterial e rastrear como os medicamentos se metabolizam dentro do corpo, dizem os pesquisadores.

O dispositivo é "realmente emocionante", diz Nako Nakatsuka, um químico que desenvolve biossensores em miniatura para medir compostos cerebrais na ETH Zürich e que não esteve envolvido no estudo. A capacidade de manobrar dentro do corpo com o mínimo de interrupção, diz ela, "é muito legal".

O novo sensor, cujo funcionamento é descrito hoje na Science, é composto por dois ímãs: um é fixado em uma caixa de plástico, o outro pode torcer e oscilar. Um dispositivo externo usa bobinas eletromagnéticas para criar um campo magnético, que move o segundo ímã. O dispositivo então coleta leituras, como temperatura e pressão, medindo as mudanças neste segundo ímã.

"O design do sensor é realmente inteligente e bastante criativo - ele pensa fora da caixa", diz Montserrat Calleja Gómez, físico que desenvolve sensores nanomecânicos no Instituto de Micro e Nanotecnologia de Madri, que não participou do estudo.

Os pesquisadores então testaram seu minisensor em uma variedade de configurações. Em um experimento incomum, eles colaram o rastreador nas costas de uma abelha. Mesmo na alta velocidade que as abelhas voam, o aparelho conseguiu rastrear com precisão os movimentos do inseto. “Foi possível rastrear o caminho e a orientação [das abelhas em voo]”, diz o coautor Jürgen Rahmer, físico da Philips Research. "Funcionou surpreendentemente bem."

A equipe de Rahmer também encaixou a ponta de uma agulha de biópsia com o sensor e a injetou em uma grande bolha de gelatina semelhante a um tecido para ver se o sensor poderia ajudar a guiar os instrumentos médicos. O sensor rastreou a agulha com precisão e, ao fornecer um mapa de onde a agulha estava, permitiu que os cientistas a navegassem até uma área-alvo (neste caso, uma bola branca fictícia dentro da bolha). No mundo real, o sensor pode guiar agulhas de biópsia, cateteres e outros instrumentos para o alvo exato para administrar tratamento, coletar amostras de células ou dissecar um pedaço de tecido, dizem os autores.

Se o sensor for engolido, ele também pode monitorar mudanças em tempo real dentro do corpo, como se pessoas com problemas gastrointestinais estão respondendo a medicamentos ou experimentando surtos, diz a equipe.

O aspecto mais empolgante, porém, diz Nakatsuka, é a capacidade do sensor de medir a pressão, o que pode um dia permitir que os médicos detectem mudanças na pressão sanguínea nos vasos sanguíneos, fornecendo potencialmente uma maneira mais contínua de monitorar a pressão sanguínea, diz ela.

A distância que as bobinas de detecção podem estar do sensor também é um grande avanço, diz Calleja Gómez. Os pesquisadores conseguiram detectar um sinal de até cerca de 25 centímetros de distância, melhorando as tecnologias sem fio anteriores que podem estar a apenas 5 centímetros de distância, aponta ela. Expandir essa distância pode, por exemplo, tornar mais fácil para os pacientes monitorarem sua pressão arterial em casa, dizem os autores.

O dispositivo também é relativamente barato – custando entre US$ 1 e US$ 100, dependendo de quanto tempo precisa permanecer no corpo – e é fácil de fabricar, dizem os autores. "Posso fazê-lo na mesa da cozinha", diz o co-autor do estudo Bernhard Gleich, físico da Philips. Além dos ímãs, ele diz: "Você só precisa de um pouco de tubo de plástico, um pouco de barbante e um pouco de adesivo e você junta tudo".

Ainda assim, Gleich estima que pode levar de 5 a 8 anos até que o dispositivo seja usado em humanos para as aplicações mais simples. Muito trabalho ainda é necessário para garantir que os sensores não apenas funcionem corretamente, mas também não prejudiquem os indivíduos.