Início do conteúdo Nanodiamantes podem melhorar o tratamento de cânceres resistentes

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Nanodiamantes ganham marcação fluorescente verde
WASHINGTON - A resistência que o câncer desenvolve à quimioterapia contribui com mais de 90% dos casos de metástase, mas a adição de diamantes que medem um milésimo de milímetro poderia melhorar o tratamento, segundo um artigo publicado nesta quarta-feira pela revista Science Translational Medicine.
Dean Ho, professor de engenharia biomédica e mecânica da Universidade Northwestern, em Chicago, acredita que a pequena partícula de carbono chamada nanodiamante poderia significar uma alternativa eficaz para levar o remédio aos tumores de difícil tratamento.
Os nanodiamantes são materiais com base de carbono de 2 a 8 nanômetros de diâmetro (um nanômetro é um bilionésimo de metro).

Ilustração mostra nanodiamantes entrando na corrente sanguínea
A superfície de cada nanodiamente possui grupos funcionais que permitem que sejam adicionados a ele uma ampla gama de compostos, incluindo os agentes da quimioterapia.
Os pesquisadores tomaram esses nanodiamantes e ligaram a eles o composto doxorrubicina, que é normalmente usado na quimioterapia, utilizando um processo de síntese, que realça a liberação sustentada do composto.
Em seus estudos de câncer de fígado e de mama, Ho e sua equipe de cientistas, engenheiros e clínicos descobriram que uma quantidade normalmente letal de compostos de quimioterapia reduz o tamanho dos tumores em ratos, quando aplicado em conjunto com os nanodiamantes.
Também melhoram as taxas de sobrevivência e não foram observados efeitos colaterais nos tecidos e órgãos.
Segundo o artigo, este é o primeiro trabalho que demonstrou o significado e o potencial dos nanodiamantes no tratamento de cânceres que se tornaram resistentes à quimioterapia.

Criado um biochip capaz de detectar vírus

Uma equipe de engenheiros e químicos da Universidade Brigham Young, nos Estados Unidos, criou um biochip de silício capaz de detectar vírus de forma confiável, mesmo em concentrações baixas demais para que eles sejam descobertos pelos métodos atuais.

A utilização, para fins biológicos, da mesma tecnologia usada na fabricação dos processadores de computador, é mais um importante passo rumo ao objetivo de permitir que médicos e técnicos de laboratório usem pequenos biochips para testar amostras de seus pacientes na hora, de forma precisa, rápida e barata.

O Dr. Hawkins segura uma pastilha de silício na qual foram estampados 49 biochips detectores de vírus. No detalhe, ele seguro um único biochip, retirado da pastilha.[Imagem: BYU]

Exame para detectar vírus

"A maioria dos exames disponíveis tem resultados muito imprecisos, a menos que você tenha uma concentração muito elevada do vírus," explica o Dr. Aaron Hawkins, coordenador da pesquisa.

A saída que Hawkins e seus colegas encontraram foi desenvolver uma técnica de detecção dos vírus unicamente pelo tamanho. Desta forma, o dispositivo vai acumulando as partículas que passam pelo detector, fazendo uma contagem final muito precisa.

Quando estão em baixas concentrações, esses vírus individuais se perderiam, não sendo contados porque os exames clínicos atuais não conseguem detectar vírus individuais.

No futuro, quando esses biochips puderem ser usados na prática, a detecção precoce das infecções, ainda no consultório médico, permitirá que os tratamentos se iniciem muito antes que surjam os primeiros sintomas das doenças.

Barreira para os vírus

O biochip detector de vírus funciona como os contadores de moedas usados pelos bancos.

A amostra líquida flui pelos microcanais do chip até bater em uma parede, onde um pequeno furo funciona como filtro, deixando passar as partículas pequenas e retendo as maiores.

Cada um dos furos nos microcanais do biochip é feito com uma dimensão ligeiramente menor do que o tamanho do vírus ou proteína que ele deve detectar.

Depois que as partículas ficam presas na parede, elas formam uma linha visível com uma câmera especial.

Chip dos pobres

O próximo passo da pesquisa será construir séries decrescentes de furos, permitindo que um único microcanal examine a presença de vários vírus, com várias dimensões diferentes. [Imagem: BYU]

Se, por um lado, os biochips prometem exames clínicos rápidos e baratos, fabricar as primeiras levas desses microlaboratórios de silício esbarra no custo dos equipamentos.

Como eles são fabricados com a mesma tecnologia usada na fabricação dos processadores de computador, um equipamento de última geração pode ter custos que atingem facilmente a casa das centenas de milhões de dólares.

A equipe do Dr. Hawkins descobriu uma forma de fazer uma espécie de "chip dos pobres", mas sem perder a precisão.

Primeiro, eles usaram uma máquina mais simples para traçar os circuitos do seu biochip com uma precisão na casa dos micrômetros - 1.000 vezes maiores dos que os nanômetros que a indústria de semicondutores utiliza hoje.

A seguir, eles construíram a terceira dimensão do chip colocando uma camada de metal com 50 nanômetros de espessura sobre o chip. Um método de deposição por vapor recobriu todo o chip com uma camada de óxido de silício transparente.

Finalmente, eles usaram um ácido para correr as finas chapas metálicas, deixando a abertura estreita no vidro, que funciona como uma armadilha para os vírus. Com isto, eles construíram estruturas muito menores do que o seu equipamento permite fazer diretamente.

Chips do futuro

O primeiro protótipo do biochip possui os "furos-peneira" de uma única dimensão, o que significa que cada chip é capaz de detectar um único vírus ou proteína.

O próximo passo da pesquisa será construir séries decrescentes de furos, permitindo que um único microcanal examine a presença de vários vírus, com várias dimensões diferentes.

O programa de análise poderá facilmente verificar quais vírus ou proteínas estão presentes na amostra simplesmente verificando as paredes onde eles ficaram presos.

Fonte: Inovação Tecnológica

QUARTA-FEIRA, 17 DE FEVEREIRO DE 2010

Animais e plantas sobrevivem 18 meses no vácuo do espaço

Sensores sem fio prometem a diabéticos leitura não-invasiva de açúcar no sangue

"Sistema biossensor lê níveis de glicose sem romper a pele".

Para muitos diabéticos, a desagradável tarefa de tirar sangue várias vezes por dia, a fim de verificar os níveis de glicose no sangue, faz parte da vida. Os esforços para desenvolver dispositivos que possam testar a glicemia, sem a necessidade de picar os dedos várias vezes, não apresentou resultados satisfatórios até agora por causa de dúvidas sobre a precisão, bem como queixas sobre a irritação da pele. Uma empresa tem a esperança de resolver esses problemas com um sensor bioquímico que adere à pele como um curativo e manda leitura contínua da glicose do sangue para um dispositivo portátil sem fio.

Um bom nível de glicose no sangue é essencial para a saúde de um indivíduo, especialmente diabéticos, cujos corpos produzem nenhum ou muito pouco do hormônio insulina regular da glicose. Como os níveis elevados de glicose no sangue podem levar a uma longa lista de problemas graves de saúde – glaucoma, lesões nervosas e doenças do coração, só para citar alguns – diabéticos devem testar os seus níveis de glicose várias vezes ao dia, geralmente utilizando um dispositivo de punção para furar a ponta do dedo e tirar sangue.

Echo Therapeutics, com sede em Franklin, Massachusetts, está desenvolvendo um sistema de monitoramento contínuo da glicose transdermal, uma rede sem fio e livre de agulhas chamado Symphony tCGM para diabéticos (há cerca de 24 milhões nos Estados Unidos) e para uso em unidades hospitalares de cuidados intensivos.

Symphony tCGM tem três componentes básicos: a Prelude SkinPrep System, dispositivo aproximadamente do tamanho e forma de um barbeador elétrico, que raspa a superfície morta mais externa da pele (microdermoabrasão), deixando uma mancha do tamanho de uma moeda; um biossensor de glicose que é aplicado lá (em geral no peito ou parte superior das costas) e também um dispositivo sem fio que lê os níveis de glicose do biossensor.


O Prelude remove a pele e cabelo que podem interferir na leitura do biossensor. Ele passa minúsculos impulsos elétricos na pele, explica o presidente e CEO da Echo Terapêutica, Patrick Mooney. Com base na resposta a esses impulsos, o Prelude pode determinar quando viveu aquela célula subjacente da pele, o que permite ao biossensor proporcionar uma leitura mais precisa. O paciente, então, aplica o biossensor em forma de disco no pedaço de pele preparada pelo Prelude. A membrana na superfície do biossensor detecta como a glicose se difunde para fora dos capilares do corpo. O sensor contém uma enzima que reage com a glicose e retransmite a indicação como um sinal elétrico. O impulso passa sem fio para um computador de mão, que registra as informações e monitora as leituras. Cada sensor pode ser usado por dois dias antes de ser substituído por um novo, e então usado no mesmo local ou em outro local tratado pelo Prelude.

O Tufts Medical Center, em Boston, passou vários anos como uma clínica de teste do Symphony eco tCGM. “Frequentemente, durante cirurgias, colhíamos amostras de sangue para testes instantâneos” dos níveis de glicose no sangue, independentemente de o paciente ser ou não diabético, afirma Michael England, chefe do centro de anestesia cardíaca de adultos. O monitoramento contínuo é particularmente importante durante a cirurgia, porque os níveis de insulina variam de acordo com o paciente. “A insulina regular dada às pessoas nas cirurgias pode demorar de 45 minutos a uma hora para fazer efeito”, diz ele.

England é coautor (juntamente com três pesquisadores da Echo) de um estudo de julho de 2008 no Journal of Diabetes Science and Technology, que indicou que a precisão das medições de glicose no sangue da Symphony foi comparável com as práticas mais comuns de desenho e análise de amostras de sangue. Esse achado foi consistente com os resultados de um estudo da tCGM Symphony que a Echo anunciou em novembro. Usando cerca de 900 leituras de glicose Symphony tCGM emparelhado com medições de referência de glicose no sangue (realizadas por meio de amostras de sangue), a Echo alegou sua tecnologia foi 97% precisa.

Além do seu potencial impacto sobre a cirurgia e manutenção diária da diabetes, diz Inglaterra, o monitoramento contínuo da glicose pode ajudar os médicos a entender melhor a insulina e como ela funciona no organismo. Cerca de 50 milhões de pessoas em todo o mundo usam insulina, de acordo com o Centro de Diabetes Joslin, em Boston.

O único medidor de glicose não-invasivo que recebeu aprovação da FDA nos Estados Unidos não está mais no mercado. Em 2001, Cygnus, Inc., ganhou a aprovação para sua GlucoWatch, usado como um relógio de pulso a ser empregado em conjunto com exames de sangue convencionais para detectar as tendências e padrões nos níveis de glicose do paciente. O GlucoWatch administra uma pequena carga elétrica no pulso para trazer glicose á superfície da pele onde ela poderia ser medida a cada 10 minutos. O uso do dispositivo, no entanto, foi interrompido em 2007, após denúncias sobre sua precisão, o que causou irritação em alguns usuários.

Monitoramento da glicose é extremamente importante para os diabéticos, mesmo que um pouco invasiva – incluindo aqueles sistemas que paciente pica os dedos para a obtenção de sangue – são usados por milhões de pessoas e tem vendas na casa dos bilhões. “Todo mundo com quem falo no campo diabetes sente que o acompanhamento transdérmico é um mal necessário”, diz Robert Langer, professor do Massachusetts Institute of Technology (MIT) .

England adverte, no entanto, que encontrar um sistema eficaz de monitoramento contínuo da glicose transdérmica é apenas um passo no controle da diabetes. Ainda não há consenso sobre o que constitui o “nível de certo de glicose” em diferentes pacientes, diz ele. Até que se determine o benefício de ter maior controle sobre os níveis de glicose no sangue, essa é uma “questão em aberto”, acrescenta. “Nós nunca tivemos a tecnologia para este estudo.”

Implante cerebral de seda é esperança para epilepsia e lesões da coluna

Implante de seda
Cientistas criaram um novo tipo de eletrodo para implantes cerebrais que praticamente se funde no lugar, adequando-se com perfeição à superfície irregular do cérebro.
Feito de uma mescla precisa de polímero, metal e seda, o implante ultrafino é menos invasivo do que os tradicionais eletrodos de agulha, praticamente não causando danos ao cérebro.
A parte de seda - ou fibroína, a proteína da qual a seda é feita - é projetada para dissolver-se depois que os eletrodos são implantados no cérebro, garantindo um perfeito contato e leituras mais precisas dos impulsos elétricos do cérebro.
Eletrodo cerebral
A tecnologia pode impulsionar o campo das interfaces cérebro-máquina e permitir a criação de dispositivos práticos para monitorar e controlar as convulsões epilépticas e até mesmo para transmitir sinais do cérebro para partes específicas do corpo, saltando partes danificadas por fraturas na coluna vertebral.
"Estes implantes têm o potencial para maximizar o contato entre os eletrodos e o tecido cerebral, minimizando os danos ao cérebro. Eles podem fornecer uma plataforma para uma grande variedade de dispositivos médicos, com aplicações na epilepsia, nas lesões da medula espinhal e outras desordens neurológicas," afirma o Dr. Walter Koroshetz, do Instituto Nacional de Desordens Neurológicas, dos Estados Unidos.
Os experimentos demonstraram que os implantes ultrafinos e flexíveis, recobertos de seda, captam a atividade cerebral mais fielmente do que os implantes mais grossos utilizados atualmente, mesmo quando utilizados em conjunto com o mesmo circuito eletrônico de suporte.
Eletrodos neurais
A primeira geração de eletrodos neurais, usados para gravação dos sinais cerebrais - e ainda a mais largamente utilizada - consiste em pequenas agulhas metálicas que penetram profundamente no tecido cerebral.
A segunda geração trouxe as chamadas matrizes de microeletrodos, constituídas por dezenas de eletrodos de fio semi-flexível. Embora menos invasivas, essas matrizes são essencialmente chips ultraminiaturizados, e a sua base de silício rígida não lhes permite conformar-se à superfície irregular do cérebro.
Já os novos eletrodos neurais à base de seda podem literalmente "abraçar" o cérebro, adaptando-se às ranhuras e se estendendo por suas superfícies arredondadas, colando-se como se fosse uma fita adesiva.
A flexibilidade também permite que eles se adaptem aos movimentos normais, ou até anormais, do cérebro no interior do crânio.
Seda, metal e plástico
Além de sua flexibilidade, a seda foi escolhida como material base dos eletrodos porque ela é resistente o suficiente para suportar a inserção das finas vias metálicas responsáveis por captar os sinais do cérebro e enviá-los para os equipamentos de processamento.
A seda também permite que os implantes sejam projetados para evitar reações inflamatórias e para dissolver-se em tempos predeterminados, que podem variar de quase imediatamente após o implante até anos mais tarde.
As matrizes de eletrodos de metal - com cerca de 500 micrômetros de espessura - podem ser impressas em camadas de poliimida (um tipo de plástico) e de seda e, a seguir, posicionadas sobre o cérebro.
A parte eletrônica do implante foi obtida com a colaboração da equipe do professor John Rogers, da Universidade de Illinois, que desenvolveu circuitos eletrônicos superflexíveis usados, por exemplo, em uma câmera digital que imita a retina humana.
Epilepsia e lesão na coluna
Em pacientes com epilepsia, as matrizes de eletrodos cerebrais podem ser usadas para detectar quando a crise epiléptica está começando, e enviar de volta ao cérebro pulsos elétricos que anulem os ataques.
Nas pessoas com lesões na coluna vertebral, a tecnologia tem potencial para ler diretamente no cérebro os sinais complexos que comandam os movimentos e encaminhar esses sinais diretamente para os músculos saudáveis ou para próteses, saltando a porção danificada.

Dispositivos de microfluídica mostram como células tumorais Migram

Usando um dispositivo microfluídica projetado para reproduzir o microambiente física dos pequenos vasos sanguíneos e os espaços entre as células, os pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura ter imaginado células tumorais únicas deformação à medida que migram através do dispositivo. Esta ferramenta pode ser útil para estudos que visam compreender melhor a metástase e em ensaios de alta taxa de transferência de drogas destinadas a identificar as moléculas que alteram a migração celular.
Reportagem seu trabalho na revista Microvascular Research, uma equipa de investigação conduzida por M. Mani Maran, Ph.D., descreveu a construção do seu dispositivo de monitoramento movimento celular usando técnicas litográficas. A característica principal do dispositivo é um conjunto de três canais microfluídicos paralelo, cada um separado do outro por uma linha perpendicular das lacunas de uma das três micrômetros de espessura ou 10 micrômetros de largura. Uma única célula percorre, quer do exterior de dois canais, enquanto que uma solução contendo um chemoattractant - um produto químico que desencadeia a migração de células - flui através do canal central. Todo o dispositivo se senta em um microscópio para que em tempo real de imagens de movimento celular através do dispositivo.
Os pesquisadores estudaram a migração de células com três diferentes linhas de células tumorais humanas, os quais apresentaram comportamento semelhante para o dispositivo. Células que flui através do canal revestido por 10 clareiras micrômetro movido facilmente por pequenas fendas no canal central, e os pesquisadores foram capazes de medir a velocidade com que as células se mudou e observar como as células deformadas como deslizou através dos canais. Em contraste, as células que flui através do canal revestido por três lacunas micrômetro sondou as lacunas, mas não atravessar o canal central. Os pesquisadores observaram as células parar uma lacuna, investigando, e então recuando e continuando até o canal para a abertura seguinte. Os pesquisadores foram capazes de monitorar as células do dispositivo por até cinco dias antes que as células morreram.
Ao forçar as células a passar pela 3 lacunas micrômetro - os pesquisadores não tinham detalhes como eles conseguiram esse feito - os pesquisadores foram capazes de comparar a forma como as células se deformam à medida que passam através do e menores espaços maiores. A partir destes dados, os pesquisadores concluíram que as membranas das células cancerosas não conseguem suportar o aumento de duas vezes da tensão superficial que ocorre quando atravessar o menor desnível em relação à maior abertura. Eles notam que estes resultados sugerem que pode ser possível atingir a elasticidade da membrana celular como um meio de matar células do câncer metastático.


Este trabalho é detalhado em um documento intitulado "Uma observação quantitativa e imagem de tumor de células de migração única e deformação usando uma lacuna de vários dispositivos microfluídicos representando o vaso sanguíneo." Investigadores da Universidade Nacional de Cingapura também participaram deste estudo. Um sumário deste papel está disponível através do PubMed. Ver resumo .
http://nano.cancer.gov

Marcapasso a laser regula batimentos cardíacos com luz

Fonte: Redação do Diário da Saúde

A ideia de usar o laser infravermelho pulsado em um coração embrionário veio da leitura de um artigo científico pouco conhecido, publicado nos anos 1960. [Imagem: Michael Jenkins]

Ritmo de luz

Não são apenas exercícios físicos e estar apaixonado que têm potencial para acelerar o coração - um feixe de raio laser também, acabam de descobrir cientistas das universidades Case Western e Vanderbilt, nos Estados Unidos.

Naquilo que poderá se transformar em uma tecnologia revolucionária para uma nova geração de marcapassos, os cientistas conseguiram induzir contrações musculares no coração de cobaias, sem danos para o tecido cardíaco, aplicando-lhe pulsos de laser.

Os resultados foram publicados na revista Nature Photonics.

Defeitos congênitos no coração

Segundo os cientistas, este dispositivo não-invasivo poderá se transformar em um instrumento importante para a compreensão de como fatores ambientais que alteram os batimentos cardíacos de um embrião podem levar a defeitos congênitos.

Ele também pode ajudar nas pesquisas de eletrofisiologia cardíaca ao nível das células, do tecido e do órgão. E, possivelmente, ao desenvolvimento de uma nova geração de marcapassos.

"Os mecanismos por trás de muitos defeitos congênitos não são bem conhecidos. Mas, há uma suspeita de que, quando o coração embrionário bate mais lento ou mais rápido do que o normal, isto altera a regulação genética e altera o desenvolvimento," diz Michael Jenkins, coautor da pesquisa.

"Se conseguirmos controlar o ritmo com precisão, poderemos descobrir como estrutura, função e expressão gênica trabalham em conjunto," diz Watanabe Michiko, outra membro da equipe.

Como o laser faz o coração bater?

A ideia de usar o laser infravermelho pulsado em um coração embrionário veio da leitura de um artigo científico pouco conhecido, publicado nos anos 1960, quando cientistas verificaram que a exposição contínua à luz visível acelerava o ritmo cardíaco de um embrião de galinha.

Por outro lado, Eric Jansen, que participou da pesquisa, já havia usado um laser infravermelho para estimular nervos.

Eles, então, levantaram a hipótese de que a luz infravermelha pulsante poderia a estimular um coração embrionário.

Os cientistas acreditam que os pulsos de luz infravermelha criam um gradiente de temperatura no tecido do coração, abrindo canais iônicos em cascata ao longo de uma célula do coração. Este efeito dispara impulsos elétricos em larga escala, que fazem o coração contrair.

Marcapassos infantil

A pesquisa ainda está no início, "mas acreditamos que isso tem implicações interessantes, especialmente se pudermos alcançar os mesmos resultados no coração de adultos," dizem eles.

O grupo já começou esta nova etapa da pesquisa, fazendo agora experiências com tecido cardíaco de adultos, para determinar se o laser pode ser utilizado como um marcapasso implantável ou para manter o ritmo cardíaco de adultos durante uma cirurgia ou outro procedimento clínico.

Para Watanabe, a descoberta poderá permitir o desenvolvimento de um marcapassos para crianças e bebês, ou mesmo para um feto ainda dentro do útero.

No entanto, muitos estudos deverão ainda ser feitos para avaliar se o mecanismo vai funcionar e se será seguro.

Em corações de crianças ou jovens, o uso de eletrodos - que é a técnica convencional, que usa os fios para levarem eletricidade e controlar o ritmo do coração - pode causar danos e o uso a longo prazo dos marcapassos tradicionais pode levar à insuficiência cardíaca, explica a Dra. Watanabe.

Robô japonês navega e faz cirurgia no interior do corpo humano

A tecnologia japonesa lança o CapCel, um micro-robô que pode ser inserido no interior do corpo humano e guiado remotamente para fazer tratamentos médicos, cirurgias ou simplesmente para fotografar áreas suspeitas ou lesionadas.

A tecnologia japonesa lança o CapCel, um micro-robô que pode ser inserido no interior do corpo humano e guiado remotamente para fazer tratamentos médicos, cirurgias ou simplesmente para fotografar áreas suspeitas ou lesionadas. O minibot mede 2 centímetros de comprimento por 1 centímetro de diâmetro e é encapsulado em um revestimento plástico biocompatível e facilmente esterilizável. Seu peso é de apenas 4,6 gramas, graças ao desenvolvimento de um circuito integrado que contém toda a sua parte eletrônica em um único chip. Ao invés de controles remotos, que poderiam aumentar muito o seu tamanho, o CapCel move-se livremente no interior do corpo humano por meio de campos magnéticos aplicados externamente. Com essa solução, além de dar ao mini-robô a capacidade para fazer movimentos precisos, os cientistas aumentaram ao máximo a capacidade de equipamentos úteis que ele pode carregar. Todas as informações captadas pelos robôs são passadas para um computador por meio de um cabo de 2 milímetros de diâmetro. Além de meio da comunicação, o cabo serve também como garantia de segurança, na eventualidade de algum problema técnico que impeça.

Técnica inovadora destrói tumor sem efeitos colaterais nocivos da quimioterapia

Fonte: isaúde.net  08/10/10 

Novos compostos moleculares que são ativados pela luz laser estão se revelando promissores nos ensaios pré-clínicos

Pesquisadores da Faculdade de Ciências na Universidade Virginia Tech, nos Estados Unidos, desenvolveram compostos moleculares que, quando ativados por luz laser, têm a capacidade de destruir células cancerosas sem muitos dos efeitos colaterais que acontecem atualmente. O novo método para tratamento do câncer de mama está se revelando promissor no início dos ensaios pré-clínicos.

A equipe de investigação, liderada pelas professoras Karen Brewer e Brenda Winkel desenvolveu uma maneira de erradicar tumores sem os efeitos secundários nocivos da quimioterapia, da radiação ou de uma cirurgia. O grupo construiu o que Brewer chama de uma máquina molecular: Ele procura por células cancerosas de rápida replicação e torna-se letal apenas quando exposto à luz.

Quando combinada com um laser de penetração profunda, a nova molécula pode ajudar a combater o câncer de rápido crescimento, como os de mama, próstata e pulmão, que até agora não foram capazes de ser penetrados por terapias de luz.

"Essa pesquisa traz o potencial para um impacto enorme sobre uma doença devastadora, e estamos animados para trabalhar com investigadores mundiais para o desenvolvimento dessa tecnologia", disse Roger Dumoulin-White, da Theralase Technologies, que produziu o laser.

O tratamento já começou recentemente os ensaios clínicos de Fase II, como parte de um roteiro de 7 anos para a aprovação do departamento de Food and Drug Administration dos Estados Unidos.

Ossos artificiais feitos de madeira em fase de teste

 

Experimentados em ovelhas, os ossos estão a dar bons resultados

2010-01-12

Anna Tampieri lidera a investigação

Um grupo de cientistas de Itália está a criar ossos artificiais de madeira que poderão vir a ser implantados em seres humanos.

Os investigadores do Laboratório ISTEC de Biocerâmica de Faenza (Bolonha) descobriram uma forma de converter madeira de ratã (Calamus rotang) em material similar ao tecido ósseo do ser humano. Esses «ossos» foram já experimentados em ovelhas.

O processo consiste em cortar os compridos caules tubulares do ratã (madeira de palmeiras) em pequenas peças maleáveis.

Depois, estas são cortadas em pedaços ainda mais pequenos para poderem ser submetidas a um complexo processo químico. As peças são colocadas num forno onde se acrescentam carbono e cálcio.

Vão posteriormente para outra máquina onde são submetidos a uma intensa pressão e injectados com uma solução de fosfato. Dez dias depois a madeira transforma-se num material semelhante ao osso.

Os cientistas testaram outros tipos de madeira, mas foi a ratã que melhor se adequou ao pretendido, graças às suas características. Como é porosa, o sangue, os nervos e outros compostos podem circular através dela.

A madeira depois da transformação  química

Anna Tampieri, investigadora que lidera o grupo, acredita que este processo é promissor. O novo osso é forte e por isso aguenta o peso do corpo. Além do mais, é durável e não precisa de ser substituído, ao contrário dos actuais ósseos artificiais.

O novo osso está a ser estudado pelo Hospital Universitário de Bolonha, onde o ortopedista Maurillo Marcacci faz as observações das ovelhas em que foram implantados.

Partículas dos ossos verdadeiros estão a migrar para o osso de madeira. Os investigadores acreditam que dentro de alguns meses o osso natural e o artificial não se distinguirão.

Fonte: Ciência Hoje

Pele eletrônica artificial terá uso em robôs e humanos

Os cientistas conseguiram dar uma elevada flexibilidade aos materiais inorgânicos, muito eficientes, mas geralmente quebradiços. [Imagem: Takei et al./Nature Materials]

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/09/2010

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados Unidos, sintetizaram um novo material eletrônico sensível à pressão a partir de nanofios semicondutores.
A conquista abre caminho para o desenvolvimento de um novo tipo de pele artificial para uso em robôs e, no futuro, também em humanos.
"A ideia é fazer com que o material tenha funcionalidades semelhantes à da pele humana, o que implica incorporar a capacidade de tocar e de sentir objetos", disse Ali Javey, coordenador da pesquisa.
O material, batizado de e-skin (pele eletrônica) por seus criadores, é o primeiro feito de semicondutores inorgânicos cristalinos.
Pele artificial robótica
Uma pele artificial sensível ao toque ajudará a superar um grande desafio na robótica: controlar a quantidade de força necessária para segurar e manipular uma ampla gama de objetos.
"Os humanos sabem como segurar um ovo totalmente frágil sem quebrá-lo. Se quisermos que um robô faça isso, ou lave as louças, por exemplo, precisamos ter certeza de que ele não quebrará as taças de vinho no processo. Mas também queremos que o mesmo robô seja capaz de segurar com firmeza uma chaleira sem derrubá-la", disse Javey.
Um objetivo mais distante é usar a pele eletrônica para restaurar o sentido do tato em pacientes que precisam de membros protéticos. Mas essas novas próteses ainda exigirão avanços importantes na integração dos sensores eletrônicos com o sistema nervoso humano.
Em 2008, a mesma equipe havia criado o primeiro chip sensorial, integrando sensores e circuitos eletrônicos em uma mesma plataforma.
Pele eletrônica inorgânica
Tentativas anteriores de desenvolver pele artificial se basearam em materiais orgânicos, por serem flexíveis e de processamento relativamente simples.
"O problema é que os materiais orgânicos são semicondutores ruins, o que significa que dispositivos eletrônicos feitos com eles precisarão frequentemente de altas tensões para que seus circuitos funcionem", disse Javey.
Já os materiais inorgânicos, como o silício cristalino, têm propriedades elétricas excelentes, podem operar com baixa potência e são quimicamente estáveis. "Mas, historicamente, esses materiais têm-se mostrado sem flexibilidade e fáceis de quebrar," disse Javey.
"Nesse aspecto, trabalhos de vários grupos de pesquisa, inclusive o nosso, têm mostrado recentemente que fitas ou fios minúsculos de materiais inorgânicos podem se tornar altamente flexíveis, isto é, ideais para eletrônicos flexíveis e sensores," afirma o pesquisador.

Os transistores foram integrados sob uma borracha sensível à pressão, de modo a se inserir a funcionalidade sensorial. [Imagem: Takei et al./Nature Materials]

Como é feita a pele eletrônica
Para fabricar a pele eletrônica, inicialmente os cientistas cultivaram nanofios de germânio e silício, com espessura nanométrica (bilionésimos de metro), em um tambor cilíndrico. Em seguida, o tambor foi rolado em um substrato pegajoso.
O substrato usado foi um filme polimérico de poliimida, mas os pesquisadores afirmam que a técnica pode funcionar com diversos materiais, incluindo outros plásticos, papel ou vidro.
À medida que o tambor rolava, os nanofios eram depositados no substrato de maneira ordenada, formando a base a partir da qual folhas finas e flexíveis de materiais eletrônicos podem ser construídas.
Os pesquisadores imprimiram os nanofios em matrizes quadradas com 18 por 19 pixels, medindo 7 centímetros de cada lado. Cada pixel contém um transistor feito de centenas de nanofios semicondutores. Os transistores foram integrados sob uma borracha sensível à pressão, de modo a se inserir a funcionalidade sensorial.
A matriz precisou de menos de 5 volts de eletricidade para funcionar e manteve seu rendimento após ter sido submetida em testes a mais de 2 mil ciclos de dobras.
Segundo os pesquisadores, a pele eletrônica foi capaz de detectar pressões de 0 a 15 quilopascals, uma faixa comparável à força usada para atividades diárias, como digitar em um teclado de computador ou segurar um objeto.