Engenharia Biomédica

Início do conteúdo Nanodiamantes podem melhorar o tratamento de cânceres resistentes

2011-04-06T16:34:00.000-07:00

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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

2011-03-12T10:43:00.001-08:00

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

2010-12-05T06:39:00.000-08:00

"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

2010-12-05T06:36:00.001-08:00

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

2010-12-05T06:33:00.000-08:00

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

2010-11-09T04:11:00.001-08:00

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

2010-11-09T04:09:00.001-08:00

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

2010-11-09T02:56:00.000-08:00

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

2010-10-31T05:54:00.001-07:00

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

2010-10-31T05:25:00.000-07:00

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.

Rim artificial implantável promete acabar com diálise

2010-10-31T05:20:00.000-07:00

Modelo do rim bioartificial implantável mostrando seu sistema em dois estágios. Milhares de filtros em nanoescala removem as toxinas do sangue, enquanto um "biocartucho" de células tubulares renais replicam as funções de equilíbrio metabólico e da água de um rim humano

Fonte: Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/09/2010

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em São Francisco, nos Estados Unidos,apresentaram um modelo de um aparelho que poderá se tornar o primeiro rim artificial implantável, em um desenvolvimento que poderá eliminar a necessidade de diálise e acabar com as filas de transplantes.

Biofiltro
O aparelho contém milhares de filtros microscópicos e um biorreator que replica as funções de equilíbrio metabólico e da água de um rim real.
O rim artificial implantável está sendo desenvolvido em um esforço colaborativo multidisciplinar, que inclui engenheiros, biólogos e médicos de várias instituições dos Estados Unidos.
O tratamento já comprovou ser eficiente - uma versão maior do aparelho e as suas partes constituintes foram testadas com sucesso em modelos animais e em pacientes graves.
O objetivo dos cientistas agora e miniaturizar o equipamento, usando a tecnologia de fabricação de chips para criar um rim artificial "do tamanho de uma caneca de café", além de compartimentos especiais para inserir culturas de células vivas do rim.
Rim artificial implantável
O rim artificial implantável é um equipamento em dois estágios que usa um hemofiltro para remover as toxinas do sangue.
Contudo, mais do que um mero filtro, o equipamento emprega as últimas técnicas de engenharia de tecidos - tecidos biológicos crescidos em laboratório - que permitem que células tubulares renais vivas cresçam em compartimentos adequados dentro do equipamento, fornecendo outras funções biológicas de um rim saudável.
O equipamento funciona com base na pressão do sangue do próprio paciente para realizar a filtragem, dispensando o uso de bombas e, portanto, de baterias ou de uma fonte de energia externa.
A primeira fase do projeto, que já foi concluída, incluiu o desenvolvimento das tecnologias necessárias para miniaturizar o equipamento até um tamanho que possa caber no corpo humano e o teste dos componentes individuais em modelos animais.
Na segunda fase, que começou agora, a equipe está fazendo o trabalho de acabamento mais sofisticado, necessário para dimensionar o rim artificial para seres humanos.
Transplante de rim artificial
Segundo os médicos, o dispositivo poderá ser implantado sem a necessidade de usar supressores imunológicos, permitindo que o paciente leve uma vida mais próxima do normal do que quando ele precisa se deslocar constantemente para fazer diálises ou após receber um transplante de um doador humano.
"Este dispositivo foi projetado para oferecer a maior parte dos benefícios de um transplante de rim, resolvendo o problema do reduzido número de doadores de rins," disse Shuvo Roy, um especialista no desenvolvimento de sistemas microeletromecânicos (MEMS) para aplicações biomédicas.
Segundo Roy, os primeiros rins artificiais vão agora começar a ser testados em modelos animais, e deverão estar prontos para testes clínicos em humanos em um período de cinco a sete anos.
A insuficiência renal crônica, a fase final da doença renal, atualmente só é plenamente tratada com um transplante de rim. O número de pacientes que chegam a esse estágio está aumentando, em parte por causa de lesões renais associada ao diabetes e à hipertensão.

Tecnologias na Radioterapia e aplicação na Engenharia Biomédica

2010-10-28T06:59:00.000-07:00

Tecnologias na Radioterapia e aplicação na Engenharia Biomédica

Fonte: Trabalho de Física Médica-UFPE
Recife, junho de 2010
Alunos(a): Ana Laisi M. Parente, Cayo Leal

A cada ano, o câncer mata aproximadamente sete milhões de pessoas no mundo, segundo cálculos do Fundo de Pesquisas sobre o Câncer Mundial, que, no entanto, acha que este número pode chegar a 16 milhões até 2020. Contudo, se a doença é diagnosticada a tempo no paciente, há grandes possibilidades da pessoa sobreviver à doença, ou pelo menos prolongar um pouco o tempo de vida que a resta.
A Radioterapia é um tratamento que ajuda no combate ao câncer, através de radiações que atingem diretamente o tumor, com esse ataque a velocidade da regressão tumoral apresenta um grau de sensibilidade, pois a célula tumoral apresenta um poder de divisão fora dos padrões de uma célula normal, ou seja, a radiação atinge as células que apresentam maior atividade no corpo, logo, as células tumorais.

Conceito
Câncer é o nome dado ao crescimento desordenado de células que invadem os tecidos e órgãos, podendo espalhar-se (metástase) para outras regiões do corpo. Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas, se dividem sem respeitar os limites normais, invadem e destroem tecidos adjacentes, e podem se espalhar para lugares distantes no corpo, determinando a formação de tumores (acúmulo de células cancerosas) ou neoplasias malignas. Por outro lado, um tumor benigno são auto-limitados em seu crescimento e nao invadem tecidos adjacentes (embora alguns tumores benignos sejam capazes de se tornarem malignos).

Figura 2: Células Cancerígenas

Como se comportam as Células Cancerosas:

• Multiplicam-se de maneira descontrolada, mais rapidamente do que as células normais do tecido à sua volta, invadindo-o. Geralmente, têm capacidade para formar novos vasos sanguíneos que as nutrirão e manterão as atividades de crescimento descontrolado, o acúmulo dessas células forma os tumores malignos.
• Adquirem a capacidade de se desprender do tumor e de migrar, invadem inicialmente os tecidos vizinhos, podendo chegar ao interior de um vaso sangüíneo ou linfático e, através desses, disseminar-se, chegando a órgãos distantes do local onde o tumor se iniciou, formando as metástases. Dependendo do tipo da célula do tumor, algumas dão metástases rapidamente e mais precocemente, outros o fazem bem lentamente ou até não o fazem.
• As células cancerosas são, geralmente, menos especializadas nas suas funções do que as suas correspondentes normais. Conforme as células cancerosas vão substituindo as normais, os tecidos invadidos vão perdendo suas funções. Por exemplo, a invasão dos pulmões gera alterações respiratórias, a invasão do cérebro pode gerar dores de cabeça, convulsões, alterações da consciência etc.

• Radioterapia

É um tratamento no qual se utilizam radiações para destruir células tumorais, empregando feixe de radiações ionizantes. Uma dose pré-calculada de radiação é aplicada, em um determinado tempo, a um volume de tecido que engloba o tumor, buscando erradicar todas as células tumorais, com o menor dano possível às células normais circunvizinhas, à custa das quais se fará a regeneração da área irradiada.
As radiações ionizantes são eletromagnéticas ou corpusculares e carregam energia, ao interagirem com os tecidos, dão origem a elétrons rápidos que ionizam o meio e criam efeitos químicos como a hidrólise da água e a ruptura das cadeias de DNA. Estas radiações não são vistas e durante a aplicação o paciente não sente nada.
A resposta dos tecidos às radiações depende de diversos fatores, tais como a sensibilidade do tumor à radiação, sua localização e oxigenação, assim como a qualidade e a quantidade da radiação e o tempo total em que ela é administrada.
Para que o efeito biológico atinja maior número de células neoplásicas e a tolerância dos tecidos normais seja respeitada, a dose total de radiação a ser administrada é habitualmente fracionada em doses diárias iguais, quando se usa a terapia externa. A morte celular pode ocorrer então por variados mecanismos, desde a inativação de sistemas vitais para a célula até sua incapacidade de reprodução. A Metade dos pacientes que possuem câncer, geralmente são tratados com radiações, e é cada vez maior o número de pessoas que ficam curadas com este tratamento. Para muitos pacientes, é um meio bastante eficaz, fazendo com que o tumor desapareça e a doença fique controlada, ou até mesmo curada.
Quando não é possível obter a cura, a radioterapia pode contribuir para a melhoria da qualidade de vida. Isso porque as aplicações diminuem o tamanho do tumor, o que alivia a pressão, reduz hemorragias, dores e outros sintomas, proporcionando alívio aos pacientes.
A velocidade da regressão tumoral representa o grau de sensibilidade que o tumor apresenta às radiações. Depende fundamentalmente da sua origem celular, do seu grau de diferenciação, da oxigenação e da forma clínica de apresentação. A maioria dos tumores radiossensíveis são radiocuráveis. Entretanto, alguns se disseminam independentemente do controle local, outros apresentam sensibilidade tão próxima à dos tecidos normais, que esta impede a aplicação da dose de erradicação. A curabilidade local só é atingida quando a dose de radiação aplicada é letal para todas as células tumorais, mas não ultrapassa a tolerância dos tecidos normais.
Como a radioterapia é um método de tratamento local e/ou regional, pode ser indicada de forma exclusiva ou associada aos outros métodos terapêuticos. Em combinação com a cirurgia, poderá ser pré-, per- ou pós-operatória. Também pode ser indicada antes, durante ou logo após a quimioterapia. A radioterapia pode ser radical (ou curativa), quando se busca a cura total do tumor; remissiva, quando o objetivo é apenas a redução tumoral; profilática, quando se trata a doença em fase subclínica, isto é, não há volume tumoral presente, mas possíveis células neoplásicas dispersas; paliativa, quando se busca a remissão de sintomas tais como dor intensa, sangramento e compressão de órgãos; e ablativa, quando se administra a radiação para suprimir a função de um órgão, como, por exemplo, o ovário, para se obter a castração actínica.

Equipamentos utilizados na Radioterapia:

Raio-X de Quilovoltagem
Três tipos de terapia fazem uso desse equipamento: terapia de contato, superficial e profunda. No aparelho, os elétrons são acelerados por meio de uma diferença de potencial entre dois eletrodos (cátodo e ânodo). O cátodo consiste em um filamento helicoidal de tungstênio, que quando aquecido, libera elétrons em direção ao ânodo, formando uma corrente eletrônica que viaja diretamente entre o filamento e o ânodo (também conhecido como alvo). A desaceleração causada pela colisão dos elétrons com o alvo emite radiação X. Os raios-x vão para todas as direções, por isso uma carapaça metalizada envolve a ampola, deixando passar apenas um feixe de radiação direcionado. Como grande parte da energia é convertida em calor, o alvo tem que ser feito de um material de alto ponto de fusão, como o tungstênio. A ordem da voltagem aplicada é quilovolt e a corrente de elétrons é da ordem de miliampère (mA). Esse processo é limitado, não atingindo energias muito altas.

Terapia de Contato
É o primeiro tipo de terapia que faz uso de equipamentos de raios x de quilovoltagem. Estes aparelhos operam com quilovoltagem entre 30 e 50 kVp (kilo volt pico) e, normalmente, com 2 mA de corrente. Alcançam profundidades de até 2 cm nos tecidos, mas atualmente vêm sendo substituídos pela eletronterapia, que emite um feixe de elétrons com energia entre 4 e 10 MeV, em uma profundidade de até 5 cm.
▪ Terapia Superficial - Também opera com equipamentos de raios x, porém com potenciais de 50 a 150 kVp e com corrente entre 10 e 20 mA. A distância foco-superfície fica entre 20 e 40 cm.
▪ Terapia Profunda (ou Ortovoltagem) - O equipamento de raios x atua em potenciais entre 150 e 300 kVp, com corrente no tubo entre 10 e 20 mA. A distância foco-superfície fica entre 30 e 50 cm.

Figura : Raio-X de Quilovoltagem - Ortovoltagem (Stabilipan)

Atualmente os equipamentos de Ortovoltagem cederam lugar para os equipamentos de Megavoltagem, pois o poder de penetração dos equipamentos de megavoltagem é bem superior que os equipamentos de ortovoltagem. Por isso, os esquemas de tratamento e composições de campo utilizadas com aparelhos de cobalto e Aceleradores Lineares produzem uma homogeneidade de dose e menor irradiação dos tecidos sadios em níveis incomparáveis aos da ortovoltagem.

Equipamentos de Megavoltagem (Aceleradores Lineares)
Submetidos às altas velocidades entre um pólo positivo (+) e negativo (-), os elétrons chocam-se com um anteparo metálico de alto número atômico, localizado na extremidade positiva. Tudo isso ocorre dentro de um tubo com vácuo, o que aumenta ainda mais a velocidade dos elétrons. A bruta desaceleração causada pela colisão dos núcleos dos átomos do anteparo com os elétrons,faz com que os últimos liberem energia. Tal energia, que fica na faixa de 1 MeV ou mais, é transformada em raios x.
O princípio básico de funcionamento dos aceleradores lineares baseia-se na utilização de um tubo cilíndrico, cujo interior possui discos metálicos com um orifício no meio. Esses discos estão de tal maneira que fique uma fileira ordenada alternadamente com pólos negativo, positivo, negativo, positivo. No momento em que os elétrons são guiados por microondas geradas em pequenos pulsos (ou ondas de radiofreqüência), o feixe de elétrons passa pelos orifícios dos discos e aumenta de velocidade. Dessa maneira, e com campos elétricos variáveis, os elétrons são acelerados até a energia desejada. Os aceleradores lineares apresentam muitas vantagens em relação aos outros aparelhos. Apesar de gerarem muito mais energia, o mecanismo de precisão dos aceleradores é mais seguro e a taxa de dose de radiação é fixa ao longo do tempo. Eles também não fazem uso de elementos atômicos que precisam ser guardados após sua vida útil. Isso não acontece com os aparelhos de cobalto, nos quais as fontes de radiação precisam ser devolvidas em contêineres especiais para a fábrica, onde serão mantidos em observação rigorosa por anos. Por outro lado, os aceleradores precisam de maior manutenção e pessoal mais habilitado para o seu funcionamento.
Atualmente, o principal objetivo dos estudos referentes à radioterapia é o desenvolvimento de técnicas e equipamentos que permitam a liberação de doses altas de radiação no volume a ser tratado, mantendo-se as doses nos tecidos vizinhos em valores tão baixo quanto possível.
Com o intuito de aumentar a eficiência do tratamento radioterápico, aceleradores lineares de uso médico de alta energia ( acima de 10 MV ) são utilizados. No entanto, a interação dos feixes primários de fótons e elétrons com os materiais constituintes do cabeçote do acelerador produzem feixes terapêuticos que são contaminados por nêutrons. Esses fotonêutrons (nêutrons gerados por fótons) atravessam o cabeçote do acelerador em todas as direções, contribuindo com uma dose indesejável para o paciente. Dessa forma, o conhecimento dos espectros de fotonêutrons gerados em aceleradores clínicos é importante, para a determinação dos valores de dose de nêutrons administrados aos pacientes num tratamento de radioterapia.

Figura : Esquema de um acelerador linear: 1-Fonte de elétrons; 2-Alvo; 3-Feixe de elétrons ou fótons, 4-Mesa de tratamento.

Figura : Acelerador Linear (Toshiba- Mitsubishi LMR)

Telecobaltoterapia
Fontes de Co-60 liberam fótons com energias de 1,17 MeV e 1,33 MeV. Como a fonte é radioativa, a emissão de fótons é contínua, ou seja, a fonte não para de emitir fótons. Quando a máquina está desligada, a fonte permanece guardada numa blindagem adequada para evitar a saída dos raios gamas.
Como conseqüência do decaimento radioativo, as fontes de alta atividade(centenas de GBq), dos aparelhos de cobalto-60 diminuem de intensidade na taxa de 1,1% ao mês. Depois de 5,27 anos, que é o valor de meia-vida do Co-60, o tempo de exposição do paciente ao feixe é maior em relação ao inicial para que seja atingida a mesma dose. Isto acarreta uma chance maior do paciente se mover, principalmente, quando sente dores intensas, fazendo com que o tumor fique fora do campo de irradiação, não seja adequadamente tratado e, também, que partes sadias entrem no campo e sejam lesadas.
Desse modo, uma fonte de cobalto-60 de teleterapia deve ser trocada pelo menos a cada 8 anos. Entretanto, deve ser enfatizado que os aparelhos que portam uma fonte de cobalto-60 necessitam de menos manutenção dos que os aceleradores lineares.
Não mais recomendado como fonte desse aparelho, devido a sua baixa penetração e rendimento, o césio-137 ainda pode ser encontrado em serviços mais antigos. Hoje, a fonte de radiação utilizada é o cobalto-60, graças ao advento dos reatores nucleares, que permitiram a produção de radioisótopos de alta atividade. O cobalto-60 emite 1,17 a 1,33 MeV de energia na forma de raios gama, e por esta energia ser emitida continuamente e para todas as direções, a fonte fica armazenada em um invólucro de chumbo e urânio. Para se utilizar o feixe gama, há mecanismos de exposição da fonte, que se baseia em sistemas rotacionais como na figura abaixo.

Alguns itens básicos de segurança radiológica de sua instalação são:
◦ DISPOSITIVO DE INTERTRAVAMENTO DA PORTA;
◦ INDICAÇÃO MECÂNICA DE FEIXE ATIVADO;
◦ EXISTÊNCIA DE DISPOSITIVO PARA RECOLHIMENTO MECÂNICO EMERGENCIAL DA FONTE;
◦ DOSIMETRIA SISTEMÁTICA E RECENTE DOS FEIXES.

Figura : Fonte de Cobalto

Materiais que auxiliam na Radioterapia:

Colimadores
São utilizados quando deseja-se proteger regiões e órgãos críticos. Colimadores são de materiais que absorvem a radiação (geralmente de chumbo), impedindo-a de atingir o paciente. As regiões a serem protegidas são desenhadas na radiografia, que serve de referência para a confecção de um molde de isopor que é utilizado para produzir o definitivo em chumbo. Para a confecção do molde de isopor utiliza-se um cortador que consiste de um fio metálico através do qual passa uma corrente elétrica, aquecendo-o. Este fio segue uma trajetória equivalente à projeção do feixe de radiação até o paciente. O isopor é posicionado a uma distância da origem do fio que é a mesma em que será posicionada a bandeja em relação ao foco de radiação no equipamento de teleterapia (73,5 cm).

Figura : Esquema para a confecção do molde

Figura : Marcação da área a ser protegida a

Figura : Forma do isopor retirado

Figura: Proteção Pronta, feita correspondente a moldura. com chumbo.

Figura : Visualização do aplicador com bloco de proteção.

Telas Termoplásticas
Material polímero que possui a propriedade de amolecimento quando aquecido e assume novamente a rigidez tão logo resfriado. É disponibilizado comercialmente em forma de placas com moldura plástica de suporte. Tem seu uso crescente em radioterapia na confecção de máscaras e suportes de imobilização.

Figura : Frame termoplástico

Figura : Posicionamento da máscara para cabeça e pescoço. sobre o paciente.

Tecnologias utilizadas na Radioterapia
Os avanços recentes na radioterapia incluem dois novos métodos de tratamento. Esses desenvolvimentos podem ajudar a reduzir os efeitos colaterais e aumentar o sucesso do tratamento. É importante lembrar, entretanto, que os tratamentos mais recentes são freqüentemente considerados experimentais até que possam demonstrar a mesma taxa de sucesso que as formas mais tradicionais de terapia. Além disso, esses tipos mais recentes de terapia podem não estar disponíveis em todos os centros de radioterapia. O médico pode aconselhar sobre o tratamento correto.

Terapia Conformacional Tridimensional-
A radioterapia conformacional tridimensional é uma modalidade técnica recente dentro da radioterapia. Ela permite que o feixe de raio-X produzido por um acelerador linear, possa adquirir o formato exato do volume tumoral a ser irradiado, ou seja, a radioterapia conformacional tridimensional faz com que o feixe incida retangularmente sobre um paciente quando tratado de forma convencional, seja modelado de acordo às particularidades geométricas de cada tumor ou órgão a ser tratado nas mais variadas angulações. Para que este efeito ocorra, é necessário contar com sofisticados recursos técnicos que vão desde a aquisição de cortes tomográficos do paciente no processo de simulação, passando pelo uso de programas computadorizados para reconstrução volumétrica tridimensional, e terminando com a modelação do feixe durante as aplicações da radioterapia, não podemos deixar de mencionar que o material humano é de vital importância em todas estas etapas, pois este é um novo conceito de radioterapia, onde a capacitação e o aprimoramento constante do profissional são indispensáveis.
A radioterapia conformacional tridimensional, permite que doses mais altas de radiação sejam liberadas no tumor, leito tumoral ou órgão doente, e ao mesmo tempo minimiza danos agudos ou tardios aos tecidos vizinhos, desta forma proporciona aos pacientes maiores chances de cura e menos efeitos adversos do tratamento. É por estes motivos que a radioterapia conformacional tridimensional é a modalidade técnica de radioterapia empregada nos melhores centros de tratamento de câncer ao redor do Mundo, por exemplo, esse tipo de Radioterapia pode ser encontrado no IMIP –Recife –PE, no qual possui um software (XiO da empresa Elekta), que consiste em um sistema de planejamento de tratamento abrangente, que pode suportar uma variedade de modalidades de tratamento, incluindo 2D, 3D, IMRT(Radioterapia com Intensidade Modulada), braquiterapia e tratamento de partículas (prótons e íons de carbono). Resumindo, com o XiO os profissionais do Imip conseguem calcular a dose
ideal para cada paciente, e também podem simular cada radioterapia que é realizada no paciente, ou seja, depois de feita a sessão de radioterapia no paciente, o profissional irá comparar através de radiografias o resultado do tratamento real com o tratamento simulado, e com isso eles terão o parecer se o tratamento está sendo como o esperado e com isso dando bons resultados.
Mesmo a dose sendo calculada pelo software, o físico responsável pelo setor, irá realizar os cálculos manualmente, para confirmar se realmente a dose esta calculada corretamente, pois, qualquer erro nesses cálculos poderá prejudicar o paciente,portanto, se a dose não surtir o efeito desejado no tratamento o paciente não poderá realizar sessões de radioterapia novamente.
Esse tipo de Radioterapia é uma área bastante interessante para o Engenheiro Biomédico, pois ele será um profissional apto a realizar os cálculos de doses necessários para o tratamento de um determinado paciente e especificadamente o tipo de câncer e a sua localidade, e ainda mais, ele será o responsável em fazer toda simulação computadorizada da radioterapia realizada no paciente.
Essa área apresenta-se em evolução no Brasil, ela só é encontrada nos maiores centros de Radioterapia no país. No exterior, essa área está bem desenvolvida.

Figura : Imagem do programa CAT-3D MEVIS
Visualizamos na imagem a análise que é feita em um paciente que tem câncer de próstata.

Figura : Análise de dose em 3 planos (radioterapia conformacional 3D)

Figura : Regiões selecionadas para o tratamento com radiação (Radioterapia Conformacional 3D). A área que é mostrada nas imagens acima, são originadas da próstata.

Radioterapia Conformacional com feixe de prótons:
A radioterapia conformacional com feixe de prótons é outro novo tipo de radioterapia. Essa técnica é semelhante à 3D-CRT, exceto pelo fato de utilizar prótons para produzir o feixe de radiação. Os prótons são partículas microscópicas que produzem energia na forma de um feixe de radiação. Os feixes de prótons podem atravessar o tecido sadio sem danificá-lo, ao mesmo tempo em que tem por objetivo atacar o tecido canceroso.

Papel do Engenheiro Biomédico na Radioterapia
▪ Na Radioterapia o Engenheiro Biomédico tem um papel bastante importante, por exemplo, exercer a função de Dosimetrista, que tem por finalidade executar atividades de calibração do feixe, controles de qualidade das unidades de tratamento, de planejamento, incluindo sua participação nos procedimentos de localização, simulação e irradiação.
▪ O engenheiro pode elaborar, implementar e revisar o Plano de Proteção Radiológica com a freqüência nele estabelecida, para garantir que as fontes e equipamentos emissores de radiações ionizantes sejam utilizados de forma segura de acordo com as normas de segurança e proteção radiológica vigentes e as restrições
estabelecidas na Autorização para Operação concedida pela CNEN;
▪ O Engenheiro Biomédico pode ter o papel de garantir a segurança e o desempenho de todos os equipamentos e fontes sob sua responsabilidade, ou seja, realizar uma manutenção preventiva do equipamento.
▪ O Engenheiro possui o papel calibrar regularmente os feixes terapêuticos utilizando protocolos nacionais ou, na falta destes, protocolos internacionais recomendados pela AIEA;
▪ O engenheiro pode conduzir o programa de controle da qualidade dos equipamentos, instrumentos e acessórios de radioterapia e dosimetria;
▪ O Engenheiro tem a função de manter o dosímetro clínico (eletrômetro e câmara de ionização) e o monitor de área calibrados por laboratório de referência autorizado pelo Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes, por delegação do
INMETRO;
▪ O Engenheiro tem o papel de supervisionar o funcionamento dos equipamentos utilizados e os trabalhos de manutenção;
▪ Na Radioterapia podemos também encontrar toda a função que exercida pela Engenharia Clínica, entre elas estão: Responsável pela compra do equipamento se necessário, verificar se o corpo técnico da área apresenta capacitação para tal função,com isso, saber utilizar o equipamento de forma correta; Acompanhamento de serviços de manutenção,logo, saber se está sendo feito corretamente e etc.

Nanotecnologia Brasileira Trata Câncer e Arterosclerose

2010-10-25T16:25:00.000-07:00

Nanopartícula com medicamento

Uma nanopartícula desenvolvida pelo grupo do professor Raul Cavalcante Maranhão, na Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (FCM-USP), é capaz de levar medicamentos especificamente a células cancerosas ou a tecidos de órgãos transplantados.

Recentemente, a equipe verificou que a técnica também é eficiente contra a aterosclerose.

"Trata-se de um avanço muito importante, pois é a primeira vez que se trata o efeito base da aterosclerose. Até agora, a doença era tratada com remédios para hipertensão - para a desobstrução de vasos -, que atingem os efeitos mas não a doença", disse Maranhão.

Colesterol LDL

A pesquisa para criar a partícula nanométrica começou a tomar corpo em 1995, quando Maranhão iniciou o projeto "LDL artificial: um novo método para o tratamento do câncer".

O objetivo era criar uma versão artificial da LDL (lipoproteína de baixa densidade, em inglês), partícula que concentra mais de 70% do colesterol presente no sangue humano.

O resultado foi a LDE, uma LDL artificial composta de um envoltório de fosfolípedes e um núcleo de colesterol.

Na circulação, a LDE recebe partes proteicas das liproproteínas naturais ao se chocar com elas. Uma dessas partes é a Apo E, que passa a fazer parte da LDE. "Com ela, a LDE começou a se ligar ao receptor com muito mais força do que a própria LDL, porque a Apo E tem muito mais afinidade com o receptor", explicou Maranhão.

Receptores das células

A aplicação prática da pesquisa teve início quando o professor da USP conheceu o trabalho ganhador do prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1995, conquistado pelos norte-americanos Michael Stuart Brown e Joseph Goldstein.

Os dois haviam descoberto o receptor da LDL, mas a parte do trabalho que mais interessou a Maranhão foi a que mostrava que esse receptor é muito aumentado em células neoplásicas, as afetadas pelo câncer. Essa superexpressão dos receptores foi percebida pela primeira vez na leucemia.

A explicação disso seria que a célula cancerosa se divide com muito mais velocidade do que as células comuns. Para isso, ela precisa duplicar todo o seu estoque de membranas, que são formadas basicamente de lípides. A maneira mais fácil de a célula obter essa matéria-prima é pelo aumento no número de receptores para o LDL, que carregam o colesterol.

"Com essa descoberta, decidimos injetar uma droga na LDE para que atingisse diretamente o câncer, pois as demais células têm muito poucos receptores para a proteína", contou o professor, afirmando que essa manobra seria impossível de ser feita com a LDL.

Quimioterapia com nanotecnologia

Em alguns testes clínicos, as nanopartículas LDE foram marcadas, o que permitiu a visualização de sua trajetória pelo organismo. O experimento acabou confirmando que ela se concentrava nos sítios de medula óssea afetados pela leucemia.

O resultado é uma quimioterapia com toxicidade extremamente reduzida, que chega a ser até dez vezes menor na comparação com outras drogas. A quimioterapia tem como um dos principais obstáculos os efeitos colaterais provocados pela toxicidade dos medicamentos.

A seletividade do alvo conquistada com a nanotecnologia permitiu o combate às células doentes preservando as demais de uma exposição exagerada ao medicamento. Esse efeito foi observado também em outros tipos de cânceres, como ginecológico, mieloma múltiplo, mamário e ovariano.

Essa etapa foi desenvolvida no âmbito de outro Projeto Temático FAPESP, intitulado "Lipoproteínas artificiais na investigação das dislipidemias e no tratamento do câncer", conduzido de 2000 a 2004.

Remédio para aterosclerose

Ao aplicar a LDE em coelhos, Maranhão percebeu que a nanopartícula também se concentrava nas lesões ateroscleróticas dos animais. "A aterosclerose é um processo proliferativo desencadeado por uma doença inflamatória e, na proliferação, o número de receptores para LDL é aumentado", explicou.

Os resultados mostraram que a mesma LDE pode ser utilizada como veículo para levar drogas específicas contra a aterosclerose. Em testes feitos em coelhos, a técnica conseguiu reduzir a doença em até 60%.

O sucesso da nanopartícula fez com que Maranhão recebesse um convite para estender as aplicações da técnica. A iniciativa foi do diretor do Instituto do Coração da USP (Incor), Noedir Stolf, que havia desenvolvido técnicas de transplantes de coração em coelhos.

Nos animais, Stolf conseguiu implantar um coração sem retirar o órgão original. Com os dois corações trabalhando em paralelo, Maranhão testou a LDE e notou que ela se concentrava quatro vezes mais no órgão transplantado em comparação com o original. Mais uma vez, um processo inflamatório, provocado pela rejeição, estava aumentando os receptores para a nanopartícula.

Além da rejeição há uma aterosclerose acelerada conhecida por doença coronária do transplante, que afeta boa parte de transplantados cardíacos após cinco anos com o novo órgão. Trata-se de um processo de obstrução dos vasos e para o qual muitas vezes o único tratamento é um novo transplante.

Nos coelhos, tanto a rejeição como a obstrução das artérias foram tratadas com sucesso por meio da LDE. Segundo Maranhão, os resultados serão publicados em breve no periódico Journal of Thoraxic and Cardiovascular Surgery, que já aceitou o trabalho.

Para o professor, a LDE faz parte de uma nova categoria de medicamentos baseados na nanotecnologia e que podem abrir inúmeras aplicações na medicina.

"A ideia é ter uma nova classe de drogas para combater a aterosclerose cerebral, a periférica, doenças cardíacas, cânceres e muitas outras", indicou.

Novas armas no tratamento do câncer: nanopartículas, nanoconchas e nanotubos

2010-10-04T14:58:00.000-07:00

Warren Froelich
American Association for Cancer Research - 05/12/2005

Elas não são mais do que minúsculas partículas, podendo existir sob variadas formas: tubos, conchas, espirais e até mesmo no formato de uma bola de futebol. Elas também compartilham um prefixo comum: nano, deixando transparecer seu tamanho, um bilionésimo de metro.

Hoje, os cientistas que estudam o câncer, em suas diversas formas, estão explorando o potencial dessas nanoestruturas para alvejar com precisão células cancerosas, sem danificar o tecido à sua volta, além de diagnosticar a formação de tumores muito antes que eles tenham a chance de se transformar em uma ameaça à vida.

Embora o diagnóstico e terapias disponíveis ao público ainda estejam há anos de distância, vários desses estudos estão se aproximando dos testes clínicos, enquanto alguns poucos já estão sendo testados em pacientes.

Durante a conferência "Avanços na Nanotecnologia para o Diagnóstico e Tratamento de Câncer", realizada recentemente nos Estados Unidos, vários desses estudos foram apresentados:

Nanoconchas, cheias de partículas de ouro, destroem células tumorais quando aquecidas com a luz de um raio laser. E mais, essas nanoconchas interagem com a luz de forma específica, podendo ser "configuradas" para destruir sob a ação de comprimentos de onda específicos, apenas alterando-se seu conteúdo e o formato da própria concha.
Uma nanopartícula, combinada com hormônios e um peptídeo mortal para as células, está sendo testada para "fotografar", alvejar e destruir células primárias e metastáticas do câncer de mama.
Um novo tipo de "nanocomplexo", consistindo de um liposomo microscópio, à base de lipídios, e um anticorpo, juntamente com terapia genética, está entrando na fase de estudos clínicos, em um enfoque que, os cientistas esperam, poderá tanto detectar quanto alvejar e destruir células cancerosas metastáticas.
Um nanotubo, combinado com anticorpos monoclonais, detecta células cancerosas, com o potencial de se transformar em uma alternativa barata para diagnosticar se células são cancerosas ou não, em matéria de minutos, e não mais de horas ou dias, como os métodos atuais.

Uma das profissões mais promissoras em 2018

2010-10-04T14:46:00.000-07:00

Como será o mercado de trabalho em 2018? Com base em projeções econômicas e sociais, o Departamento de Trabalho Americano respondeu a essa pergunta e projetou as 30 profissões que devem ter maior crescimento nos próximos oito anos.

De acordo com a pesquisa, as carreiras da área de saúde são as mais promissoras nesse sentido. Das 30 profissões com maiores chances de desenvolvimento do mercado de trabalho, 20 são ligadas ao setor. Exemplo disso é a área de engenharia biomédica. Puxada pelo envelhecimento da população, a carreira lidera o ranking das profissões mais promissoras. Estima-se que, no período de 2008 a 2018, esse mercado cresça em até 72%. A área de tecnologia da informação vem logo em seguida. De acordo com a projeção, cargos de análise de sistemas devem aumentar em 53 %.

A pesquisa prevê também um crescimento do mercado para bioquimícos e profissionais de educação física.A previsão de crescimento do mercado de trabalho americano para o período é de 10,1%. No Brasil, a expectativa é de que até o fim do ano sejam criados 2,5 milhões de empregos. Engenheiros e profissionais de tecnologia de informação integram a lista de profissões onde há mais carência de pessoal qualificado.

A previsão é de que as profissões ligadas ao pré-sal estejam em alta nos próximos anos. Confira a lista das profissões que mais devem crescer nos próximos anos no mercado de trabalho americano
1. Engenheiros Biomédicos

O envelhecimento da população somado à crescente demanda por serviços médicos deve aumentar a procura por tecnologia ligada a saúde. Nesse cenário, os engenheiros biomédicos entrarão em ação para desenvolver soluções para a área. De acordo com a pesquisa do governo americano, o mercado no setor deve crescer 72% até 2018.

Criado equipamento capaz de detectar a dor

2010-02-22T15:55:00.000-08:00

Criado equipamento capaz de detectar a dor

Uma pessoa normalmente é capaz de apontar com bom nível de segurança onde ela está sentindo dor. Mas daí a dizer qual músculo específico está doendo vai uma grande diferença.

Dores crônicas

O problema é ainda maior para pessoas portadoras de dores crônicas, que sofrem de doenças como artrite ou fibromialgia ou das genéricas dores lombares.

O novo aparelho, chamado SPOC, deverá ajudar os médicos a delimitar melhor os tratamentos, evitando aqueles que podem ser clássicos, mas que não funcionam para pacientes específicos, incluindo as cirurgias.

Aparelho de detectar dor

O aparelho é capaz de localizar com precisão o músculo que está ativando os terminais nervosos e gerando a sensação de dor no cérebro.Segundo seus criadores, o aparelho significará uma revolução no tratamento das dores, principalmente das dores lombares e no pescoço.

Em contato por email, eles se recusaram a dar detalhes mais precisos de seu funcionamento alegando segredos comerciais e informaram que o aparelho entrou na última etapa de validação pela FDA, um passo antes da autorização final para sua chegada ao mercado.

Dores nos músculos

Ao tratar de pacientes com dores lombares, em vez de darem mais atenção aos músculos, a maioria dos médicos foca-se na coluna, nos discos ou nos nervos. Isso acontece principalmente porque não existe ainda um equipamento capaz de apontar com segurança qual músculo específico está na origem do problema - como um raio-X indica qual osso está quebrado, por exemplo.

Esta é a solução que o SPOC espera trazer. Segundo seus criadores, 85% de todos os diagnósticos de dores lombares, ao invés de apontar a causa da dor, classificam-nas como "dores não específicas", o que significa que não se sabe exatamente qual é a sua origem. Esta é, segundo os médicos, a principal razão dos resultados "decepcionantes" dos tratamentos prescritos.

Pílula com câmera navega pelo corpo humano e tira fotos

2010-02-22T15:52:00.000-08:00

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/07/2008
Pílula-câmera navega pelo corpo humano e tira fotos, aposentando a endoscopia
A câmera-pílula agora é dotada de controle, que é feito por um dispositivo magnético externo, podendo substituir com vantagens os endoscópios em todos os exames.[Imagem: Fraunhofer]

Já existem câmeras em forma de pílula, que podem ser engolidas e transmitirem imagens do interior do corpo humano, substituindo os mais invasivos exames de endoscopia.

Mas, até agora, essas pílulas não dispunham de nenhum mecanismo de controle, e os médicos dependiam apenas da sorte para conseguirem imagens dos pontos exatos do organismo que eles precisam examinar.

Pílula-câmera robótica

Uma equipe do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, ajudou a resolver esse problema criando uma nova câmera que se aproxima um pouco mais do conceito de um robô navegando pelo sistema digestivo humano.

A nova "pílula-câmera robótica" pode ser virada e até parada quando necessário. E, pela primeira vez, ela permite que se faça imagens do esôfago, por onde as versões anteriores das "câmeras de engolir" passavam muito rapidamente.

Navegando pelo corpo humano

Embora já existam robôs experimentais capazes de navegar no interior dos intestinos, a solução encontrada para dirigir a minicâmera endoscópica foi bem mais simples e prática, utilizando um campo magnético externo. Com um controle magnético do tamanho de uma barra de chocolate, o médico pode parar, virar e movimentar a câmera e até ajustar o seu foco.

As imagens são obtidas com a ajuda de um "flash" feito com diodos de luz fria. As fotos obtidas são imediatamente transmitidas para o computador de controle ao lado do paciente por meio de uma conexão sem fios.

Exames do esôfago e do estômago

Esta nova versão da câmera já comprovou ser capaz de fazer imagens do esôfago e do estômago graças a experimentos que os cientistas fizeram neles próprios. A versão anterior ficava apenas três ou quatro segundos no esôfago e agora pode ficar até 10 minutos, podendo tirar de duas a quatro fotos por segundo.

No estômago, o seu peso de cinco gramas era suficiente para que ela caísse diretamente para a parede inferior, tornando impraticável qualquer imagem. Agora, dotada de controle, tudo o que é necessário fazer é virá-la na direção desejada, permitindo a tomada de imagens de todas as paredes do estômago.

O primeiro coração artificial integral não vai bater

2010-02-22T15:49:00.000-08:00

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/07/2008
O primeiro coração artificial integral não vai bater
[Imagem: Michael DeBakey]

Pesquisadores de várias universidades norte-americanas uniram-se em um projeto de pesquisa cujo objetivo é desenvolver um coração totalmente artificial, com bombas independentes para substituir os ventrículos direito e esquerdo.

Coração que não bate

Além de buscar a substituição integral do coração doente, em todas as suas funcionalidades, a grande novidade do novo coração artificial é que ele não vai bater - em vez das tradicionais bombas pulsantes, ele utilizará duas bombas rotativas de fluxo, absolutamente silenciosas e sem vibrações.

O projeto está em fase de simulação e agora os cientistas estão analisando o impacto que as novas bombas terão sobre o sangue. Antes que o novo coração que não bate seja testado em animais é necessário saber com precisão como as células sangüíneas e as plaquetas se comportarão.

"Como essas bombas serão implantadas para uso a longo prazo, nós temos que ter certeza que o dano ao sangue será mínimo," diz o professor Matteo Pasquali. Dois tipos de problemas são mais preocupantes: a liberação excessiva de hemoglobina pelas glóbulos vermelhos - o que seria tóxico para os rins e para o fígado - e o processo de ativação das plaquetas - que podem induzir à formação de aglomerados de glóbulos brancos que podem entupir pequenos vasos sangüíneos.

Sincronismo entre os ventrículos

Outra preocupação dos engenheiros é como fazer com que as bombas respondam de forma pronta, mas suave, às necessidades variáveis de sangue apresentadas pelo corpo - como quando a pessoa se exercita ou sobe escadas rapidamente, por exemplo.

Também está merecendo especial atenção o sincronismo entre as bombas que substituirão os dois ventrículos. "O coração tem uma capacidade de auto-regulação embutida," explica Pasquali. "Como as duas bombas que formam o coração artificial integral contornam o coração [natural] totalmente, é importante embutir um mecanismo para a regulação no dispositivo. De outra forma você poderá ter um acúmulo de sangue nos pulmões se a bomba esquerda estiver bombeando muito lentamente em relação à bomba direita."

Testes em animais

Os cientistas estão levando a utilização das tecnologias disponíveis ao extremo. Seu objetivo é construir um coração artificial que seja, ao mesmo tempo, pequeno o suficiente para ser implantado em uma criança, e potente o suficiente para bombear toda a necessidade de sangue de um adulto.

Os primeiros testes em animais, que serão feitos em bezerros, deverão começar assim que os cientistas confirmarem todas as previsões em seus simuladores.

Monitor da saúde ultrafino e flexível pode ser embutido na roupa

2010-02-22T15:43:00.001-08:00

Roupas inteligentes

O instituto de microeletrônica Imec, da Bélgica, desenvolveu uma técnica para a construção de equipamentos eletrônicos flexíveis que permite a integração dos circuitos em uma plataforma 3D com apenas 60 micrômetros de espessura.

Batizada de UTCP (Ultra-Thin Chip Package), a tecnologia permite a integração de sistemas completos em um substrato flexível de baixo custo, abrindo o caminho para a fabricação em escala industrial de sistemas de monitoramento da saúde e de equipamentos eletrônicos incorporados em roupas, mochilas e até pulseiras.

Circuitos flexíveis

Para a integração do circuito, o chip é inicialmente fabricado com uma espessura máxima de 25 micrômetros e depois incorporado em um invólucro flexível ultrafino. A seguir, o invólucro é incorporado em uma placa de circuito impresso tradicional de duas camadas. Depois de pronta, a placa de circuito impresso pode receber as conexões e demais componentes eletrônicos necessários a cada aplicação.

Os engenheiros belgas resolveram um conhecido problema dos circuitos ultrafinos, cuja espessura impede o teste de seu funcionamento depois que eles são fabricados. A solução passou pelo redimensionamento dos contatos dos chips ultrafinos, que agora adaptam-se às placas de circuito impresso flexíveis já disponíveis comercialmente.

Monitoramento da saúde

O circuito de demonstração, visto na foto, ainda utiliza os conectores tradicionais, mas um circuito definitivo deverá dispensá-los totalmente, mantendo a espessura máxima exigida pela montagem dos chips (60 micrômetros), que são mais finos do que os pontos de solda de um circuito atual.

Este circuito de demonstração é um sistema completo de monitoramento da saúde, monitorando os batimentos cardíacos e gerando um eletrocardiograma em tempo real, similar aos exames gerados pelos aparelhos médicos.

O aparelho também monitora a atividade muscular, gerando um exame conhecido como eletromiograma. Todos os resultados são enviados continuamente para um computador externo por meio de uma conexão de rede sem fios.

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/03/2009
Circuito de monitoramento da saúde é ultrafino e flexível
Sistema de monitoramento da saúde construído com chips flexíveis com espessura de 60 micrômetros.[Imagem: IMEC]

Nanopartículas reparam o coração

2010-01-22T07:30:00.000-08:00

SÃO PAULO - Nanopartículas desenvolvidas por equipe do MIT e de Harvard ajudam a tratar doenças cardiovasculares.

Recobertas com uma fina camada de fragmentos de proteína, elas aderem às paredes danificadas das artérias e liberam medicamento aos poucos.
Atualmente, uma das maneiras de tratar artérias entupidas ou danificadas é colocar um stent – pequeno aparelho que segura os vasos abertos e libera drogas aos poucos. A ideia da equipe lierada por Robert Langer e Omid Farokhzad não é substituir esse procedimento, mas complementá-lo com a as nanopartículas ou utilizar a descoberta em locais inoperáveis.

Afinal, elas são injetáveis no corpo e dispensam a necessidade de grandes procedimentos cirúrgicos.

Para construir essas pequenas esferas de 60 nanômetros de diâmetro (cada nanômetro corresponde a um milionésimo de milímetro), a equipe precisou encontrar uma sequência de peptídeos que conseguisse se fixar ao corpo, ou seja, se ligasse mais facilmente às moléculas na superfície da membrana celular.
A escolhida é um sequência de sete aminoácidos chamada C11. Uma vez presa à artéria danificada, ela passa a liberar drogas que impedem a divisão celular. Apesar de parecer contraditório, esse procedimento que impede a cicatrização natural pode salvar vidas, pois o crescimento de tecidos muitas vezes é o que causa o bloqueio do vaso sanguíneo.
A droga é liberada por meio da hidrólise, um processo que ocorre gradualmente: quanto maior a corrente de polímeros, mais demorado é o processo de liberação. Assim, os cientistas podem controlar a saída do medicamento variando a espessura da camada de proteína que serve de cobertura. Até agora, os testes chegaram a 12 dias de liberação.

Nos mesmos testes com ratos, a equipe de pesquisa percebeu que as nanopartículas poderiam ser injetadas em local distante daquele afetado. Os animais, as doses foram aplicadas na cauda, e as partículas conseguiram chegar e se instalar nas artérias danificadas do coração corretamente – sem se prender às paredes saudáveis.

A tecnologia descrita na revista Proceedings of the National Academy of Sciences também poderia ser usada para o tratamento tumores.

http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/nanoparticulas-reparam-o-coracao-20012010-3.shl?2

Nanomedicina no tratamento do câncer

2009-11-11T04:40:00.000-08:00

Antes de começar os exercícios na academia, ou de comer uma fatia de bolo na festa do escritório, os diabéticos utilizam um dispositivo portátil para medir a quantidade de açúcar no sangue. Assim, podem controlar a ingestão de alimentos ou de insulina, prevenindo quedas e picos de glicose, típicos da doença. O baixo custo desses equipamentos, que permitem checar diariamente os níveis de glicose, tem beneficiado enormemente os diabéticos, principalmente se for considerado como era a vida dessas pessoas há uma década, quando a doença era considerada mais grave e havia menos controle sobre ela.

A qualidade de vida – propiciada aos diabéticos pelas tecnologias que, de modo fácil e barato, oferecem informações sobre o corpo – nos dá idéia das mudanças que estão ocorrendo na medicina: previsão, prevenção e adaptação às necessidades das pessoas, além de lhes permitir maior controle sobre a própria saúde. De fato, essas novas tecnologias já vêm alterando os rumos da medicina.

Um aspecto crítico para essas mudanças na medicina é a miniaturização de tecnologias para exames diagnósticos realizados com porções reduzidas de sangue, ou mesmo de algumas células retiradas de tecidos doentes. Essas possibilidades, construídas em escalas micro e nanométrica, podem manipular um grande número de moléculas biológicas, de forma rápida, precisa e barata. A combinação de custo e desempenho abre novas possibilidades para o estudo e o tratamento de doenças, permitindo que o corpo humano seja visto como um sistema dinâmico de interações moleculares. Medidas realizadas em diversos sistemas são, posteriormente, integradas em modelos computacionais para revelar os primeiros indícios de possíveis problemas. Quando essas informações são combinadas a novas terapias baseadas em nanotecnologia, o tratamento pode ser direcionado exclusivamente para problemas específicos, sem efeitos colaterais mais sérios.

Embora possamos prever que a medicina se apoiará completamente sobre esses princípios, a pesquisa com câncer nos oferece exemplos atuais de como a tecnologia em escala ultra-reduzida fornece os dados para uma visão ampla dos sistemas de doenças.
JEN CHRISTIANSEN, FONTE: LEROY HOOD
CÉLULAS DA PRÓSTATA contêm grupos de proteínas (pontos brancos) que interagem (linhas) entre si, formando pequenas redes; alterações nos níveis celulares de certas proteínas acompanham a mudança de saúde para doença. Nos primeiros estágios do câncer de próstata, as células mostram um aumento nos níveis de MAPK8, proteína que regula o movimento da célula. Nos estágios mais avançados, os níveis de SDC1 são 16 vezes mais altos que nos estágios iniciais. As quantidades relativas dessas duas proteínas podem fornecer indícios da presença da doença e de como ela está progredindo.
Medicina de Sistemas
A modelagem de um sistema requer grande volume de dados, e os seres vivos estão repletos de informações que poderiam ser descritas como digitais: podem ser medidas, quantificadas e programadas dentro de modelos. Essas informações biológicas começam com o código genético do corpo. Todas as células do organismo carregam uma cópia completa do genoma que é formado por três bilhões de pares de bases de DNA, as letras do alfabeto genético. Essas letras codificam cerca de 25 mil genes que representam instruções para o funcionamento de células e tecidos. No interior de cada célula, os genes são transcritos para uma forma mais fácil de ser transportada: fragmentos discretos de RNA mensageiro. Esses RNAs carregam todas as instruções necessárias para que os mecanismos celulares possam ler o RNA e, rapidamente, produzir grandes quantidades de cadeias de aminoácidos, de acordo com as instruções codificadas. Essas cadeias de aminoácidos, desdobram-se em proteínas, as máquinas moleculares tridimensionais que executam a maioria das funções vitais.

Em um sistema biológico, como o corpo humano, todos esses dados são transmitidos, processados, integrados e, finalmente, executados pelas redes de proteínas, que interagem entre si e com outras moléculas biologicamente relevantes, no interior das células. Quando todo o sistema é interpretado como uma rede de eventos inter-relacionados, as doenças podem se manifestar como conseqüência de distúrbios que modificam os padrões normais de informação dessas redes. A causa inicial poderia ser uma falha do sistema, como alterações aleatórias do DNA, que alteram uma instrução codificada, ou mesmo alguma influência ambiental externa, como a radiação ultravioleta do Sol, capaz de provocar danos ao DNA e, eventualmente, provocar melanoma. Quando uma disfunção inicial produz vibrações, os padrões de informação continuam a mudar e, assim, explicam a natureza da doença de forma mecânica.

É um desafio construir um modelo computacional preciso de uma rede biológica. A tarefa pode exigir a integração de milhões de medidas de RNA mensageiro e níveis de proteínas para capturar de forma abrangente a dinâmica da transição de sistemas saudáveis para doentes. Mas um modelo preciso, capaz de prever corretamente os efeitos de disfunções, pode ser o ponto de partida para mudanças drásticas na compreensão de doenças, condições de saúde e outros padrões interpretados pela medicina.

Nas últimas décadas, de todas as doenças, o câncer foi a mais investigada, ainda que tenha sido tradicionalmente caracterizado por aspectos comuns como tamanho e localização em determinado órgão ou tecido, além da presença ou não de metástases – migração de células cancerosas a partir de um tumor primário para outros tecidos e órgãos. Quanto mais avançado estiver o câncer, de acordo com “estágios” do diagnóstico, mais desalentador será o prognóstico para o paciente. Mas mesmo esses critérios convencionais ainda apresentam muitas contradições. Pacientes diagnosticados com cânceres idênticos, submetidos a tratamento-padrão semelhante de radioterapia e quimioterapia, freqüentemente respondem de maneira bem diferente – um grupo de pacientes pode se recuperar totalmente, enquanto outro pode não resistir.
Medidas em larga escala de concentrações de RNA mensageiro e de proteínas em tumores que sofreram biopsia revelam quanto essas abordagens mais tradicionais são inadequadas. Dois cânceres, aparentemente do mesmo tipo, mas em pacientes diferentes, apresentam sistemas de redes com perturbações bem diferentes. Com base nessas análises moleculares, muitos cânceres, anteriormente considerados diagnosticados como uma mesma doença, agora são diagnosticados como doenças diferentes.

Cerca de 80% dos tumores de próstata crescem tão lentamente que não provocam danos aos seus portadores. Os 20% restantes, entretanto, se desenvolvem rapidamente, invadindo tecidos vizinhos e se espalhando para órgãos distantes, com resultados fatais para o paciente. Nosso grupo de pesquisa está tentando identificar as redes perturbadas por doença nas células da próstata que caracterizam esses principais tipos de câncer. Assim, o médico poderá identificar, já no início, o tipo de câncer do paciente. Essas informações poderiam poupar 80% dos pacientes de cirurgias, radioterapia e quimioterapia, além de dores, incontinência urinária e impotência que acompanham esses tratamentos.

Estamos analisando redes dentro da próstata que separam em subtipos os 20% dos cânceres mais agressivos que podem exigir tratamentos distintos. Por exemplo, ao analisarmos as redes características de câncer da próstata, tanto nos primeiros estágios quanto em metástase, podemos identificar uma proteína secretada no sangue que parece ser um excelente marcador para câncer metastático. Ferramentas desse tipo, capazes de tipificar doenças como o câncer de próstata em subtipos precisos, permitem que o médico escolha as terapias mais adequadas a cada paciente.

Detectando a Doença
Embora as análises de RNAs mensageiros e de proteínas dos tecidos tumorais possam informar sobre a natureza de um câncer conhecido, a abordagem de sistemas pode também ser aplicada para distinguir entre saúde e doença. O sangue percorre todos os órgãos do corpo, transportando proteínas e outras moléculas. Por isso, permite uma excelente visão de todo o corpo. A capacidade de se detectar um desequilíbrio em determinadas proteínas ou RNAs mensageiros pode servir para sinalizar a presença de doenças e determinar sua localização e natureza.
Nosso grupo de pesquisa tem chamado a atenção para o desafio de se usar o sangue para avaliar o status de todo o sistema orgânico, comparando populações de RNA mensageiro produzidas por 50 ou mais órgãos isoladamente. Descobrimos que cada órgão tem 50 ou mais tipos de RNA mensageiro que são produzidos apenas naquele órgão. Alguns desses RNAs codificam proteínas específicas do órgão, que são secretadas na corrente sangüínea, e os níveis de cada uma dessas proteínas mostram como estão funcionando as redes que controlam sua produção no interior daquele órgão. Quando essas redes são perturbadas por doença, os níveis das proteínas correspondentes são alterados. Essas alterações permitem a identificação de uma determinada doença, já que cada uma delas afeta diferentes redes biológicas de modo característico.

Se pudermos avaliar o nível de aproximadamente 25 proteínas de cada uma dessas “impressões digitais” específicas do órgão, as análises computacionais permitirão detectar todas as doenças pela identificação das redes perturbadas, com um simples exame de sangue. Além do diagnóstico precoce – muito importante quando se trata de câncer – essa abordagem pode permitir sua tipificação em diferentes subtipos para se prever como o câncer irá progredir e responder à terapia. Provamos inicialmente esse princípio ao estudarmos a evolução da doença de príon em camundongos.

Inoculamos em camundongos proteínas de príon infectado, que causam uma doença degenerativa do cérebro, semelhante à “doença da vaca louca”. Em seguida, analisamos populações totais de RNAs mensageiros do cérebro de animais infectados e de um grupo de animais de controle, em dez estágios, na fase inicial da doença. Com esses dados, identificamos 300 RNAs mensageiros variáveis que codificavam o núcleo da proteína da doença de príon. Cerca de 200 desses RNAs pertenciam a quatro redes biológicas que explicavam praticamente todos os aspectos conhecidos da doença. Os outros 100 descreveram previamente diferentes aspectos da doença de príon até então desconhecidos. Estudos dessas redes biológicas perturbadas também permitiram a identificação de quatro proteínas do sangue que prognosticam a doença de príon antes do aparecimento de qualquer tipo de sintoma, o que poderia servir como marcador diagnóstico pré-sintomático, com óbvios benefícios para a medicina preventiva.

Esses estudos exigiram cerca de 30 milhões de medidas, e desenvolvemos uma série de programas computacionais para analisar, integrar e finalmente modelar essa enorme quantidade de dados. Desenvolver modelos preventivos de doenças e traduzi-los em ferramentas úteis para a medicina requer métodos rápidos, sensíveis e, o mais importante, baratos. Tanto para o seqüenciamento de DNA quanto para medir a concentração de proteínas e de RNA mensageiro.
Medindo Moléculas
Muitos cientistas têm observado que os avanços tecnológicos no seqüenciamento do DNA se espelharam na lei de Moore para microprocessadores: isto é, o número de elementos funcionais que podem ser colocados em um chip por custo unitário tem dobrado a cada 18 meses nas últimas décadas. De fato, as novas gerações de seqüenciadores de DNA estão aumentando a velocidade de leitura muito mais rapidamente que o previsto pela lei de Moore. O primeiro genoma humano seqüenciado demorou três ou quatro anos para ficar pronto e custou cerca de US$ 300 milhões. Acreditamos que em 10 anos uma seqüência do genoma humano individual vai custar menos de US$ 1 mil, 300 mil vezes menos, e poderá ser feito em apenas um dia. Na próxima década, avanços similares em outras tecnologias biomédicas relevantes possibilitarão o aparecimento de uma medicina previsiva e personalizada.

Atualmente, um exame para medir níveis de proteína para diagnóstico de câncer, como o antígeno específico da próstata (PSA) no sangue de um paciente, custa cerca de US$ 50. Considerando que a medicina de sistemas deverá exigir dados de um grande número de proteínas, o preço deverá cair sensivelmente. O tempo gasto para se obter essas medidas também tem seu custo. Um exame de sangue pode demorar de horas a alguns dias. Em parte devido aos vários passos necessários para separar os componentes do sangue: células, plasma, proteínas e outras moléculas a serem analisados por métodos de precisão variável.

A miniaturização extrema pode fornecer dados muito mais precisos e rápidos que as tecnologias atuais. Várias micro e nanotecnologias têm mostrado aplicabilidade como ferramentas de pesquisa na coleta de dados necessários para fornecer uma visão sistêmica da informação biológica. No atendimento a pacientes, entretanto, as demandas na medicina por uma abrangência dos sistemas exigirão que cada medida de uma proteína custe centavos – meta que provavelmente não será alcançada por muitas dessas nanotecnologias.

Dois pesquisadores da nossa equipe (Heath e Hood) desenvolveram um chip de quatro centímetros de largura que examina níveis de proteínas em uma gota de sangue, empregando uma variante altamente miniaturizada das estratégias convencionais de detecção de proteínas. Como o chip é feito somente de vidro, plástico e reagentes tem custo baixo. Nosso dispositivo recebe cerca de dois microlitros de sangue; separa as células do plasma e, em poucos minutos, mede algumas proteínas logo após a coleta de sangue. O custo projetado ao se usar a versão protótipo talvez seja de US$ 0,05 a US$ 0,10 por proteína testada, mas quando totalmente desenvolvida, essa tecnologia deverá ser capaz de satisfazer as demandas de custo da medicina de sistemas.
Ainda levará tempo para podermos estender a capacidade do chip para medir centenas de milhares de proteínas; mas os avanços nos projetos microfluídicos, na química de superfície e na ciência das medidas, estão rapidamente preenchendo a lacuna entre o que é possível hoje e o que será necessário para concretizar uma nova medicina previsiva e personalizada. Stephen R. Quake e Axel Scherer, nossos colegas do California Institute of Technology, desenvolveram um sistema microfluídico que integra diretamente válvulas e bombas em um chip. A sondagem miniaturizada, desenvolvida por eles, permite que reagentes químicos, biomoléculas e amostras biológicas sejam direcionadas precisamente em qualquer uma das inúmeras câmaras individuais do chip, sendo que cada câmara representa uma medida separada e independente. A idéia desenvolvida por eles transforma não só um laboratório em um chip, mas vários laboratórios em um único chip, o que pode reduzir ainda mais os custos.

Tecnologias extremamente miniaturizadas também têm implicações importantes em terapias e prevenção de doenças. A compreensão dos sistemas perturbados poderá, enfim, fornecer metas para novas terapias que devem permitir à dinâmica de redes recuperar sua normalidade. Em curto prazo, a visão de sistemas poderá ajudar a manipular fármacos existentes com maior eficiência, pela combinação de drogas ideais para cada paciente. Além disso, a nanotecnologia deve reduzir a quantidade de medicamentos necessários para tratar o câncer.

Pequenas, mas bem Orientadas
As nanopartículas terapêuticas são muito pequenas quando comparadas à maioria dos objetos que nos cercam; mas grandes, se comparadas a uma molécula. Como elas trabalham nessa escala diminuta, seu comportamento na corrente sangüínea pode ser controlado com precisão. As nanopartículas podem variar de um a 100 nanometros e ser incluídas em uma série de agentes terapêuticos existentes, de drogas quimioterápicas a cadeias curtas de RNA interferente (siRNA) – silenciadores de genes.

Esses dispositivos minúsculos podem ser encapsulados em materiais sintéticos como polímeros ou moléculas análogas a lipídeos; e agentes com alvos específicos, como anticorpos e outras moléculas criadas para se ligarem a proteínas celulares específicas, podem ser adicionados à superfície da partícula. Essa flexibilidade torna a nanoterapia particularmente versátil e capaz de realizar funções complexas, no local e no tempo certos, no sistema de um paciente.
Um dos maiores desafios no desenvolvimento e uso de medicamentos para combater o câncer é conseguir levá-los aos tecidos doentes sem danificar outros órgãos. O tamanho da nanopartícula lhe confere propriedades especiais que determinam seu movimento no interior e através de tumores. Nanopartículas menores que 10 nm, como certas drogas formadas por pequenas moléculas, são rapidamente eliminadas pelo rim, enquanto partículas maiores, de 100 nm, têm dificuldade de se mover pelo tumor. Partículas na faixa de 10 nm a 100 nm viajam pela corrente sangüínea à procura de tumores, embora sejam incapazes de escapar para a maioria dos tecidos sadios pelas paredes dos vasos sangüíneos. Pelo fato de tumores terem vasos sangüíneos anormais com paredes crivadas de poros grandes, as nanopartículas escapam para os tecidos que envolvem o tumor. Como resultado, tendem a se acumular nos tumores, enquanto minimizam os efeitos em outras partes do corpo, evitando os tradicionais e terríveis efeitos colaterais provocados por drogas anticâncer.

Mesmo quando um medicamento padrão consegue penetrar nas células tumorais, proteínas da bomba celular podem ejetar a droga antes que ela comece a agir, como um mecanismo natural de resistência a drogas. Nanopartículas penetram na célula por endocitose, processo natural que cria uma bolsa de membrana celular em torno de um objeto estranho, levando-o para dentro da célula, protegendo a carga de partículas das bombas celulares.

Certos tratamentos para o câncer, que agora estão sendo considerados como nanopartículas, já existem há algum tempo e ilustram algumas vantagens básicas dessas partículas para se atingir células tumorais, enquanto minimizam os efeitos nos tecidos sadios. A doxorrubicina lipossomal, por exemplo, é um composto quimioterápico tradicional, dentro de uma cápsula de lipídeo, que tem sido usado para o tratamento do câncer ovariano e do mieloma múltiplo. A versão da droga revestida por lipídio apresenta muito menos toxicidade para o coração que a doxorrubicina sem revestimento, embora um novo efeito colateral tenha sido observado, a toxicidade da pele.

Novas nanopartículas, como por exemplo a IT- 101, que já passaram pela fase I dos testes clínicos de segurança para humanos, apresentam maior complexidade que lhes confere múltiplas funções. A IT-101 é uma partícula de 30 nm, formada por polímeros unidos à pequena molécula de camptotecina, que é muito semelhante a duas drogas quimioterápicas aprovadas pelo FDA (Food and Drug Administration): irinotecan e topotecan. As partículas de IT-101 foram criadas para circular na corrente sangüínea do paciente e lá permanecer durante 40 horas ou mais, enquanto a camptotecina sozinha pode circular apenas por alguns minutos. Esse longo período de circulação é suficiente para que as nanopartículas de IT-101 penetrem o tumor e lá permaneçam. Depois, elas atingem as células tumorais e, lentamente, liberam a camptotecina, intensifi cando seu efeito. Quando a droga é liberada, outros componentes da nanopartícula – os polímeros – se separam e são eliminados pelos rins, sem causar dano.
Nos testes clínicos chegou-se a uma dosagem ideal da droga, que permitiu ótimos resultados, sem os efeitos típicos da quimioterapia, como vômito, diarréia e perda de cabelo, e sem novos efeitos colaterais. Manter uma ótima qualidade de vida durante o tratamento é animador, e embora a fase I tenha se concentrado na segurança, os testes também indicaram que a droga foi eficaz. Esses resultados são alentadores porque os testes de segurança da terapia padrão apresentaram muitos problemas para os pacientes. Após completar os seis meses de testes, diversos pacientes continuaram usando a droga em doses menores e, entre os que sobreviveram por mais de um ano, estavam pacientes que acabaram desenvolvendo estágios avançados de câncer de pulmão, pâncreas e rins.

Como os efeitos colaterais da IT-101 são reduzidos, essa droga será testada na fase II (eficácia) em mulheres diagnosticadas com câncer ovariano e que passaram por quimioterapia. Em vez de simplesmente “esperar para ver” o progresso da doença, a IT- 101 será ministrada como uma terapia de manutenção, com a expectativa de prevenir o progresso da doença. Os resultados dos testes com a IT-101 e a busca por novos resultados a partir de testes com outros tratamentos, baseados em nanopartículas estão começando a formar um cenário mais amplo sobre as possibilidades dessas novas terapias. De fato, as novas gerações de nanopartículas sintéticas, muito mais sofisticadas, nos dão uma idéia do potencial dessa tecnologia e da importância que essas drogas terão na nova forma – baseada em sistemas – de diagnóstico de doenças e seus tratamentos.

A Calando Pharmaceuticals, em Pasadena, Califórnia, começou a testar, em 2008, um sistema de liberação de siRNA inventado por um de nós (Davis) que ilustra essa nova abordagem. Proteínas na superfície das partículas se ligam a receptores específicos que ocorrem em alta concentração na superfície de células cancerosas. Dentro das células, as partículas liberam moléculas de siRNA, feitas sob medida para se combinar com um gene específico e inibir a produção da proteína codificada por ele.

Essa nanoterapia multifuncional, entretanto, é apenas o começo. Uma vez que os princípios da função da nanopartícula estejam estabelecidos, o conceito pode ser aplicado para criar conjuntos de terapias baseados na associação adequada de drogas, cada uma com suas próprias taxas de liberação. Por exemplo, se desejarmos inibir uma proteína que torna certa droga anticâncer ineficiente, uma opção será criar uma nanopartícula que libere siRNA para inibir o gene para aquela proteína e, só depois, liberar a droga no corpo do paciente. Quando compreendermos melhor a transição molecular entre a saúde e a doença, a abordagem da nanopartícula provavelmente terá papel cada vez mais importante no tratamento das doenças no âmbito molecular.
O Grande Cenário
A abordagem de sistemas baseia-se na idéia de que a análise da dinâmica de redes perturbadas por doenças e uma melhor compreensão dos mecanismos da doença podem transformar todas as práticas médicas – melhores diagnósticos, abordagens novas e mais eficazes para terapias e até para a prevenção. Essa abordagem de doenças baseada na biologia de sistemas está promovendo o desenvolvimento de novas tecnologias, incluindo microfluídicas, nanotecnologias, novos equipamentos para visualização e medição, e avanços computacionais que, juntos, poderão analisar, integrar e modelar, um grande número de informações biológicas.

Nos próximos 10 ou 20 anos, uma medicina previsível e personalizada será radicalmente transformada por, pelo menos, duas novas abordagens. A seqüência do genoma humano individual nos permitirá determinar com precisão cada vez maior o futuro da saúde de qualquer pessoa. Dados de proteínas do sangue, obtidos a baixo custo, permitirão avaliar, regularmente e de maneira abrangente, a saúde das pessoas.

A medicina preventiva começa com a identificação das proteínas de uma rede doente que, se perturbada, restaurará o comportamento normal da rede e no final levará a drogas profiláticas que previnem doenças. Por exemplo, uma mulher com alto risco de desenvolver câncer de ovário (40% de chance), que aos 30 anos começa a fazer nanoterapia especialmente desenvolvida para contrabalançar a fonte molecular de risco, pode reduzir a 2% as chances de desenvolver a doença.

Conhecendo as causas que podem levar a doenças, as pessoas poderão participar de maneira mais efetiva de decisões relacionadas à própria saúde; como os diabéticos que se valem de dispositivos eletrônicos e de informações que os auxiliam no controle do seu bem-estar cotidiano.

A compreensão de uma forma de medicina que é previsível, personalizada, preventiva e participativa, terá grandes implicações para a sociedade. A indústria farmacêutica terá de alterar fundamentalmente seus planos de negócios, que atualmente têm falhado, para fornecer drogas altamente eficazes e a custos reais. Essas tecnologias emergentes também levarão à digitalização da medicina – capacidade para extrair informações relevantes sobre doenças, a partir de uma única molécula, uma única célula ou uma única pessoa, da mesma forma como as tecnologias da informação e da comunicação vêm se digitalizando nos últimos 15 anos. Como resultado dessas novas tecnologias de alta produção e baixo custo, os gastos com a saúde deverão cair drasticamente, tornando esse tipo de medicina acessível a todos, mesmo nos países em desenvolvimento.

Para o câncer, as promessas mais animadoras para os próximos 10 anos deverão ser: primeiro, o diagnóstico pré-sintomático do sangue para identificar cânceres incipientes que podem ser tratados com terapia convencional; segundo, estratificação de tumores de tecidos específicos – de mama ou próstata – em tipos distintos, que poderão ser combatidos com medicamentos que proporcionam elevadas taxas de cura; e terceiro, a identificação de redes perturbadas por doenças permitirá o desenvolvimento mais rápido de medicamentos mais baratos e eficientes. Essa nova abordagem para a medicina tem, portanto, potencial para transformar a saúde praticamente para todo mundo.

Figura 1:
NANOPARTÍCULAS DESENVOLVIDAS para transportar cargas terapêuticas são salpicadas com proteínas que atuam como chaves para permitir sua entrada nas células tumorais.

FONTE: SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL

Microfluídica na prática

2009-11-11T04:38:00.000-08:00

Empresas inovadoras na área de saúde estão trabalhando nos chamados “labs on a chip”, que são pequenos dispositivos baseados para diagnóstico de uma ou mais doenças, em geral com base em uma pequena amostra de sangue ou saliva.

Em áreas remotas de países em desenvolvimento, dificilmente há equipamentos e profissionais de saúde com condições adequadas para o tratamento da população. Exames periódicos então, nem pensar. Por isso, muitas fatalidades são causadas por doenças facilmente tratáveis, mas que não são diagnosticadas até que seja tarde demais. Daí o investimento de pesquisadores e empresas em tecnologia que facilite e barateie o diagnóstico de doenças comuns o mais cedo possível.

A Diagnostics for All, uma startup americana criada por pesquisadores do MIT e de Harvard, criou um chip desses com diversos aspectos interessantes:

* O chip usa microfluídica para direcionar o movimento de uma amostra de sangue para diversos pontos onde reagentes químicos específicos estão depositados para o diagnóstico de cada doença. Assim, não há a necessidade de energia para execução dos testes.
* Os diagnósticos são visuais: se uma doença é detectada, um pedaço do chip muda de cor. Assim, não é preciso equipamento nem pessoal especializado para análise da amostra de sangue. O próprio paciente pode interpretar seu exame, como naqueles kits de gravidez de farmácia.
* O chip é feito de *papel comum*, o que torna sua produção muito mais barata que a de chips feitos de materiais tradicionais, e facilita seu armazenamento e distribuição em lugares remotos.

Chip de Diagnóstico

A Diagnostics for All ganhou um prêmio de inovação de US$100 mil em 2008, numa prestigiosa competição de planos de negócios organizada pelo MIT. Ah, eles são uma organização sem fins lucrativos, e foi a primeira vez que essa c0mpetição teve um vencedor desse tipo. O chip ainda não está no mercado, mas o potencial é enorme.

LOCALIZANDO A ATIVIDADE CEREBRAL VIA MAGNETOENCEFALOGRAFIA

2009-11-07T05:13:00.001-08:00

O estudo das relações entre o campo magnético e os seres vivos é dividido, metodologicamente, em duas áreas: a magnetobiologia e o biomagnetismo (1). A primeira trata dos possíveis efeitos produzidos por esse campo sobre os seres vivos. O biomagnetismo, por sua vez, ocupa-se das medidas diretas de campos magnéticos gerados pelos próprios seres vivos para, então, encontrar novas informações que possam ser úteis ao entendimento de sistemas biofísicos, desde diagnósticos clínicos até a terapia. Por necessitar de instrumental altamente sensível, desenvolvido somente na década de 1970, o biomagnetismo é relativamente novo quando comparado a outras áreas interdisciplinares que envolvem a física.

Dentre os principais campos de pesquisa, podemos destacar o neuromagnetismo, o cardiomagnetismo, o gastromagnetismo, a biosusceptibilidade magnética e o pneumomagnetismo (2).

Neste artigo, estamos interessados na descrição da magnetoencefalografia (MEG) que, conforme o próprio nome indica, refere-se ao estudo dos campos magnéticos produzidos pelo cérebro. Esses campos aparecem devido à atividade elétrica neuronal, que é caracterizada pela passagem de corrente elétrica ao longo da estrutura dos neurônios, em resposta ao gradiente de concentração de diferentes eletrólitos através da membrana de uma célula nervosa. Essa corrente elétrica altera as concentrações de certos íons, fazendo surgir um potencial de ação que se propaga ao longo da célula nervosa e que, por sua vez, faz aparecer um campo magnético de intensidade e sentido bem definidos.

Semelhante ao eletroencefalograma (EEG), primeiramente registrado em 1929, pelo psiquiatra alemão Hans Berger (1873-1941), a magnetoencefalografia (MEG) mede, de maneira não-invasiva, a propagação de um estímulo nervoso no cérebro. No entanto, os sinais magnéticos associados a essa corrente são tênues, bem menos intensos que seus equivalentes elétricos, estando na faixa de nT (10-9T) a fT (10-15T), o que corresponde a aproximadamente um bilionésimo do campo magnético da Terra, que é de 20 mT em nossa região.

Além do campo magnético terrestre, existem outras fontes de campos magnéticos provenientes de ruído urbano, denominadas de "ruídos magnéticos ambientais", que dificultam as medidas biomagnéticas. Dentre as várias fontes, as mais comuns e mais intensas são: as redes elétricas, as antenas de comunicação, e os deslocamentos de grandes massas magnéticas como carros e elevadores.

Em razão dessa série de complicadores, o surgimento da MEG só aconteceu 40 anos depois dos primeiros traçados eletroencefalográficos, ou seja, no final da década de 1960. Em um estudo pioneiro, David Cohen (3), então coordenador do Francis Bitter Magnetic Laboratory, integrado ao Massachusetts Institute of Technology (MIT), mediu a atividade magnética cerebral utilizando indutores magnéticos alojados em uma câmara magneticamente blindada.

Um ano mais tarde, James Zimmerman (4) apresentou, pela primeira vez, detectores de fluxo magnético altamente sensíveis, mediante a utilização de materiais supercondutores, conhecidos como Superconducting Quantum Interference Devices (SQUIDs), e registrou a atividade cardíaca de seres humanos. Em 1972, o próprio doutor Cohen registrou, com a tecnologia dos SQUIDs, a atividade espontânea alfa cerebral em humanos (5).

Desde então, a MEG vem sofrendo avanços constantes na detecção de sinais cerebrais, com o desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitaram a construção de sistemas altamente eficientes. Além disso, a modelagem das fontes de corrente, com algoritmos robustos, permite à MEG aliar a alta resolução espacial da ressonância magnética à excelente resolução temporal da eletroencefalografia, inferior a 10 ms.

A utilização da MEG também passa pela necessidade clínica, em especial de pacientes que serão submetidos à intervenção cirúrgica. Nesses casos, o mapeamento pré-cirúrgico de regiões corticais eloqüentes, como áreas motoras, somato-sensoriais e de linguagem, é imperativo. É indispensável buscar manter a integridade funcional de regiões subjacentes e adjacentes àquelas que serão cirurgicamente removidas.

Além do mapeamento pré-cirúrgico, a MEG tem se destacado na investigação de processos cerebrais complexos. Como exemplo dessa aplicação, foi investigado, em um trabalho recente, o envolvimento de padrões oscilatórios cerebrais em tarefas de navegação em seres humanos assintomáticos. Para estudar esse problema, uma cidade em realidade virtual foi criada, por meio de um programa comercial, Duke Nuken 3D (3D Realms, Inc.). Usando um mouse para navegar, medimos os padrões de oscilação neuronal espontânea que estivessem relacionados à atividade cognitiva de navegação. Como conclusão, acreditamos que os ritmos do tipo teta, cuja freqüência está entre 4-7 Hz, têm um papel fundamental no ato de mover-se por entre ambientes familiares ou não (6).

Cérebro masculino vê mulher de biquíni como objeto, aponta estudo Publicidade

2009-11-07T05:11:00.000-08:00

Cérebro masculino vê mulher de biquíni como objeto, aponta estudo
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EDUARDO GERAQUE
enviado especial da Folha de S.Paulo a Chicago

Os homens podem não dizer isso explicitamente, mas há ocasiões em que todos tendem a pensar nas mulheres como objetos --principalmente quando elas estão de biquíni e não mostram o rosto. É isso o que acaba de mostrar um experimento realizado nos Estados Unidos com 21 homens heterossexuais estudantes de pós-graduação, apresentado em Chicago, na reunião anual da AAAS (Sociedade Americana para o Avanço da Ciência).

Talvez seja esse o efeito que explica sucesso que dançarinas mascaradas --como as personagens Tiazinha e Feiticeira-- costumam ter na televisão brasileira. O experimento usou máquinas de ressonância magnética para mostrar que os circuitos cerebrais ativados nos homens durante a observação de um corpo feminino sensual desprovido de identidade são os mesmos que os permitem de reconhecer uma ferramenta, um objeto inanimado.
SXC
Pesquisadores usaram máquinas de ressonância magnética para medir atividade cerebral
Pesquisadores usaram máquinas de ressonância magnética para medir atividade cerebral

"Tecnicamente, podemos usar uma espécie de eufemismo neurológico e dizer que o homem não tem essa atitude de uma forma premeditada. É algo que ele não racionaliza", afirma Susan Fiske, professora de Psicologia da Universidade de Princeton, uma das mentoras do experimento. Ela mostrou que o córtex pré-motor dos homens --uma das partes do cérebro mais envolvidas no reconhecimento-- foi a área cerebral mais ativada nos voluntários que observavam fotografias de um colo feminino.

Essa parte do cérebro também é acionada quando é feita uma interpretação mecânica de uma imagem -em oposição a interpretações sociais.

Questionada pela Folha sobre o possível viés cultural que o estudo possa ter --só americanos participaram do experimento-- Fiske disse não crer que o resultado mudaria se o experimento fosse feito em países, como o Brasil, onde mulheres de biquíni são comuns.

Fiske selecionou seus voluntários após aplicar um questionário a todos. Eles também precisaram passar por análises neurológicas. Só então os participantes puderam ser submetidos ao teste dentro de uma máquina de ressonância magnética funcional, que registra as atividades cerebrais.

Praia ou escritório

No total do teste, cada participante ficou diante de 160 imagens. Elas eram de mulheres e de homens. Nos dois casos, foram apresentadas durante o experimento fotos com roupas de trabalho e também em trajes de banho.

Imagens de rostos humanos, para medir a capacidade de reconhecimento de cada participante do teste, também foram exibidas.

Basicamente, a intenção era medir o grau de bem-estar dos voluntários após terem visto imagens de mulheres e de homens, tanto com o corpo exposto quanto coberto com roupas de trabalho. As imagens não eram pornográficas nem eróticas, disse Fiske. Os registros foram tabulados por meio de análises estatísticas de uso corrente por psicólogos.

De acordo com a pesquisadora americana, os seus resultados apresentados agora têm algumas implicações práticas. "Um dos desdobramentos pode ser o fato de que um patrão, por exemplo, pode beneficiar certas companheiras de trabalho em detrimento dos demais funcionários da empresa, dependendo de como ele idealiza aquele corpo", diz a psicóloga.

Susan Fiske afirma que seus resultados também indicam que atitudes machistas de intimidação estão relacionadas com uma menor ativação de uma área do cérebro estudada por ela e envolvida na racionalização do pensamento, o córtex pré-frontal médio. "O sexismo hostil prediz uma menor ativação do córtex pré-frontal médio", afirma a pesquisadora.

Engenharia Acústica

2009-11-07T05:06:00.001-08:00

ACÚSTICA

A ACÚSTICA é a ciência que estuda a produção, transmissão e efeitos do som. É conhecida mundialmente como a ciência-arte, pois os conceitos físicos e os modelos matemáticos são tão complexos que ainda não se dispõe de recursos para predizer, com segurança, os meios de sua produção, transmissão e seus efeitos sobre as estruturas. Assim, nesse assunto, é a experimentação, a observação, o bom senso e a vivência diária que muitas vezes prevalece sobre a técnica. Cada caso deve ser analisado individualmente, com critérios bem definidos.

A acústica musical, que diz respeito a invenção e construção de instrumentos musicais, é considerada como arte pura. Evidentemente não estamos nos referindo a aparelhos eletrônicos, mas sim aqueles que são construídos para percussão, corda ou sopro. Antônio Stradivari (1644-1737), que ficou conhecido como "Stradivarius", fabricante de violinos italiano, o mais famoso de um grupo de notáveis artesãos de Cremona, introduziu constantes inovações nos seus instrumentos, ganhando celebridade mundial pela qualidade acústica que seus instrumentos apresentavam. Construiu mais de 1000 violinos, dos quais restam uns 400.

A Acústica Arquitetônica trata da construção de salas e edifícios de acordo com certos princípios acústicos que propiciam o controle da reverberação (efeito das múltiplas reflexões das ondas sonoras). Isto é particularmente importante em cinemas, estúdios e auditórios, onde todos devem ouvir o orador, ou executantes, claramente e sem ecos, de modo a permitir a intelegibilidade do assunto tratado. Quando a performance de um espetáculo se dá ao ar livre, pela utilização de conchas acústicas, a importância dos conhecimentos arquitetônicos devem ser dirigidos para a reflexão do som, de modo a atender ao objetivo esperado.

A Engenharia Acústica é aquela que particularmente interessa a todos os tipos de industria, pois trata da medição, avaliação, especificação e controle do som, para eliminar ou minimizar os efeitos nocivos do ruído a saúde dos animais (em particular do homem) e a estabilidade de estruturas. Trata também dos modelos dos sistemas sonoros e seus componentes, tais como microfones, fones de ouvido e alto-falantes, estruturas ressonantes e amortecedoras (silenciadoras), e interessa muito às comunicações.

O RUÍDO (sensação psicológica do som, considerado indesejável ou inadequado) é considerado nocivo à saúde; pois está comprovado que perturba o ritmo biológico normal do indivíduo. As pessoas expostas a certos tipos de ruído acabam adquirindo diversas anomalias, entre as quais: a perda auditiva, o stress, a impotência sexual, a irritabilidade, a perda do poder de concentração e da criatividade , levando as pessoas a cometer erros, com riscos potenciais de acidentes e prejuízos à produção.

A parte da física que estuda o som, denominada ACÚSTICA, vem se aprimorando em dois tópicos básicos: o ISOLAMENTO acústico e a ABSORÇÃO acústica. Embora para o leigo possam parecer a mesma coisa, há, tecnicamente, diferenças fundamentais.

Corrosão com KOH

2009-10-01T05:02:00.000-07:00

Objetivos de uma Corrosão:

-Fabricação de Agulhas de Silício [Fig. 1]
-Pontas de prova para microscopia de força atômica
-Fabricação de membranas suspensas para sensores de pressão
-Canais de microfluídica [Fig.2]
-Nanoporos

Imagens:
Figura 1:

Figura 2:

Imagens de Corrosão Feitas por mim:

OBS: O meu objetivo de estudo é formar um Nanoporo.

Paciente americana já usa marcapasso sem fio

2009-10-01T04:58:00.000-07:00

Reuters

Monitor cardíaco: nova tecnologia deve se tornar padrão para os marcapassos.

NOVA YORK - Carol Kasyjanski se tornou a primeira paciente americana a receber um marcapasso sem fio que permite que seu médico acompanhe de longe, e via internet, o funcionamento de seu coração.

Quando Kasyjanski for ao St. Francis Hospital, em Roslyn, Nova York, para seus exames de rotina, cerca de 90% do trabalho já terá sido realizado, porque seu médico poderá usar o computador para receber a maior parte das informações de que necessita sobre a paciente.

Três semanas atrás, Kasyjanski, 61, se tornou a primeira pessoa dos Estados Unidos a receber um marcapasso com um sistema sem fio de monitoração doméstica que transmite informações a seu médico via internet.

Kasyjanski, que sofre de um problema cardíaco severo há mais de 20 anos, diz que o aparelho renovou sua confiança e a revitalizou. Em caso de defeito ou paralisação no trabalho de seu marcapasso, só uma intervenção imediata poderá salvar sua vida.

O Dr. Steven Greenberg, diretor do centro de arritmia cardíaca e marcapassos do St. Francis Hospital, disse que a nova tecnologia o ajuda a tratar melhor seus pacientes e provavelmente se tornará o padrão para os marcapassos.

Ele afirmou que o servidor e o monitor remoto se comunicam pelo menos uma vez por dia para a transferência de todas as informações relevantes e para informar médico e paciente caso haja algo de anormal.

"Se houver alguma coisa de anormal, o monitor convocará o médico responsável às duas da manhã, em caso de necessidade", afirmou Greenberg.

O marcapasso sem fio, fabricado pela St. Jude Medical, recebeu aprovação das autoridades de saúde dos EUA em julho.

"É uma tremenda conveniência para o paciente, comparado a fazer um telefonema ao médico", disse.

"Em escala mais ampla, isso aumenta nossa chance de descobrir e avaliar problemas com os marcapassos e alguns distúrbios rítmicos que podem ser perigosos ou ameaçar a vida, e de maneira que antes não seria possível."

Fonte: http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/paciente-americana-ja-usa-marcapasso-sem-fio-10082009-21.shl

Visualização de um Nanoporo

2009-09-11T06:39:00.000-07:00

http://www.youtube.com/watch?v=HbjAMJehSlg

Mão Mecânica

2009-08-15T05:00:00.000-07:00

2009-08-15T04:55:00.000-07:00

Prótese Endoesquelética

Órteses/Próteses - Continuação

21.056.04 - 8 Prótese Endoesquelética p/ Desarticulação de Joelho : prótese endoesquelética (modular) em aço e alumínio com encaixe em resina acrílica para desarticulação de joelho, com ou sem soquete flexível entre o coto e o encaixe, com suspensão supracondiliana ou por cinto pélvico. Joelho endoesquelético de 4 barras com ou sem revestimento de espuma e meia cosmética , pé sach ou articulado ou de adaptação dinâmica ao solo, em poliuretano injetado.
21.056.05 - 6 Prótese Endoesquelética p/ Desarticulação do Quadril: prótese modular em aço alumínio para desarticulação de quadril, com encaixe laminado em resina acrílica ou polipropileno tipo cesto pélvico. Articulação de quadril endoesquelético com ou sem trava, com ou sem impulsor, articulação de joelho tipo monoeixo, com ou sem impulsor livre ou com trava de atrito contínuo, revestimento cosmético com espuma e meia cosmética, pé sach ou articulado em poliuretano injetado.
21.056.06 - 4 Prótese Exoesquelética p/ Amputação Tipo Chopart – Pirogoff – Syme: prótese exoesquelética laminada em resina acrílica com reforço em fibra de carbono, para amputações tipo Chopart, Pirogoff ou de Syme, com ou sem apoio no tendão patelar , com pé sach ou com pé Pirogoff em poliuretano injetado, se necessário, com soquete flexível entre o encaixe e o coto de amputação .
21.056.07 - 2 Prótese Exoesquelética p/ Amputação Transfemural: prótese exoesquelética laminada em resina acrílica
Com reforço em fibra de carbono. Para amputação transfemural com encaixe quadrilateral com apoio isquiático ou com encaixe de contenção isquiática, joelho monoeixo com ou sem impulsor livre ou com trava ou com frio de atrito contínuo. Suspensão por válvula de vácuo ou por cinto pélvico ou por cinto silesiano, pé sach ou articulado ou de adaptação dinâmico ao solo em poliuretano injetado.
21.056.08 - 0 Prótese Exoesquelética p/ Desarticulação do Joelho : prótese exoesquelética laminada em resina acrílica com reforço em fibra de carbono para desarticulação do joelho com articulação de joelho externa em hastes de aço articuladas com rolamento , encaixe de coxa em resina para desarticulação do joelho com articulação de joelho externa em hastes de aço articuladas com rolamento, encaixe de coxa em resina plástica ou em poliurretano ou em couro , dotado de elástico impulsor para auxílio de entensão do joelho, pé sach ou articulada ou de adaptação dinâmica ao solo, em propileno injetado.
21.056.09-9 Prótese Exoesquelética p/ Amputação Transtibial com Manguito de Coxa : prótese exoesquelética em resina acrílica com reforço em fibra de carbono, para amputação transtibial com flexível entre o encaixe e o coto de amputação com suspensão ou por manguito de coxa ( coxal) conectado ao encaixe de resina mediante hastes laterais de aço articuladas com rolamentos, pé sach articulado ou de adaptação dinâmico ao solo em poliuretano injetado.
21.056.10 - 2 Prótese Exoesquelética p/ Desarticulação do Quadril : prótese exoesquelética laminada em resina acrílica com reforço em fibra de carbono para desarticulação de quadril anteriorizada tipo canadense, cesto pélvico em resina acrílica ou polipropileno, joelho monoeixo com ou sem impulsor livre ou com trava ou freio de atrito contínuo, pé sach ou articulado em poliuretano injetado.
21.056.11 - 0 Prótese Funcional Exoesquelética p/ Desarticulação de Cotovelo: em prótese funcional laminada resina acrílica p/ desarticulação de cotovelo, suspensão por manguito umeral e supracondiliar , articulação de cotovelo externa c/ bloqueio ativo de multiplos estágios, punho de troca rápida c/ gancho de dupla de pressão e mão mecânica revestida por luva cosmética, acionadas por um sistema de tirantes e correias.
21.056.12 - 9 Prótese Funcional Exoesquelética p/ Desarticulação de Cotovelo: prótese laminada em resina acrílica para desarticulação do cotovelo, suspensão por manguito umeral e supracondilar articulação de cotovelo externa com bloqueio de ativo de múltiplos estágios, punho de rosca com mão mecânica de luva cosmética , acionada por sistema de tirantes e correias.
21.056.13 - 7 Prótese Funcional Exoesquelética Transradial p/ Punho de Rosca p/ Mão Mecânica: prótese funcional laminada em resina acrílica para amputação transradial, suspensão por manguito umeral e supracondiliar, punho de rosca de e mão mecânica revestida por luva cosmética e acionada por um sistema de tirantes e correias.
21.056.14 - 5 Prótese Funcional Exoesquelética Trasradial c/ Articulação/ Multiplicador, Punho de Rosca c/ Mão Mecânica: prótese funcional laminada em resina acrílica para amputação tranradial coto curto, suspensão por manguito umeral articulação de cotovelo com multiplicador punho de rosca com mão mecânica revestida por luva cosmética, acionada por um sistema de tirantes e correias.
21.056.15 - 3 Prótese Funcional Exoesquelética Transradial c/ Articulação / Multiplicador, Punho de Troca Rápida e c/ Ganho de Dupla Força: prótese funcional laminada em resina acrílica para amputação transradial curta, suspensão por manguito umeral, articulação de cotovelo com multiplicador pinho de troca rápida com gancho de dupla força de preensão e mão mecânica revestida de luva cosmética, ambas acionados por um sistema de tirantes e correias.
21.056.16-1 Prótese Funcional Exoesquelética Transradial, p/ Punho de Troca Rápida c/ Ganho de Dupla Força : prótese funcional laminada em resina acrílica para amputação tranradial, suspensão por manguito umeral e supracondilar punho de troca rápida com gancho de dupla força de preensão e mão mecânica revestida por luva cosmética, acionamento por meio de tirantes e correias .
21.056.17 - 0 Prótese Funcional p/ Amputação Transumeral Tipo I : prótese funcional laminada em resina para amputação transumeral , suspensão por correias, com ou sem alça sobre o ombro, articulação de cotovelo com bloqueio ativo, em multiplos estágios, por trava contínua, punho de rosca com mão de meaânica, revestida por luva cosmética, acionada por um sistema de tirantes e correias.
21.056.18 - 8 Prótese Funcional Exoesquelética Transumeral Tipo II: prótese funcional laminada em resina para amputação transumeral, suspensaõ por correias, c/ ou s/ alça o ombro, articulação de cotovelo c/ ombro ativo, em múltiplos estágios,por trava contínua, punho de rosca rápida c/ gancho de dupla força de preensão e mão mecânica, revestida por luva cosmética , acionada por um sistema de tirantes e correias.
21.056.19 -6 Prótese Não Funcional Endoesquelética p/ Desrticulação do ombro: prótese não funcional endoesquelética para desarticulação do ombro, suspensão por encaixe laminado em acrílica recobrindo o ombro e parte do hemitórax, fixado ao ombro oposto por correias inextensíveis.Módulo metálico de braço e antebraço com articulação de cotovelo de trava manual paramúltiplos estágios, recoberto por espuma cosmética. Mão sem movimento, revestida por luva cosmética.

Microparticulas com nanoporos inteligentes para combate do cancro pulmão desenvolvidas em Portugal

2009-08-09T17:14:00.000-07:00

Partículas inteligentes para transporte por inalação de fármacos terapêuticos para o cancro do pulmão estão a ser desenvolvidas em Portugal. O objectivo é produzir nanoparticulas porosas revestidas por polímeros capazes de reconhecer e libertar medicamentos apenas nas células cancerígenas do pulmão e proteger as células saudáveis.

Esta é uma membrana produzida com estruturas porosas e que permite exemplificar o objectivo de Márcio Temtem, ou seja, revolucionar a administração de medicamentos através de nanopartículas.

Márcio é investigador do Departamento de Química, da Faculdade de Ciências e Tecnologia, da Universidade Nova de Lisboa e propõem-se desenvolver partículas de baixa densidade à escala nano, revestidas com polímeros inteligentes que funcionem como meio de transporte de medicamentos até aos pulmões

«Quando uma pessoa, depois no organismo através de um inalador toma as partículas, o que acontece é que elas são depositadas no interior do pulmão, pelo facto de apresentarem uma baixa densidade, é possível colocá-las eficientemente dentro do pulmão e pelo facto de elas terem estes polímeros inteligentes, estes serem capazes de sentir a zona do pulmão com um pH mais baixo ou mais sensível à temperatura e, mais especificamente, nessa zona libertar os fármacos que nós pretendemos», afirma Márcio Temtem, Investigador, Prémio Estímulo à Investigação, FCG.

O investigador está a trabalhar no desenvolvimento de nanopartículas. Mas por enquanto o processo de produção, é a uma escala macro e ao nível de uma membrana.

Para a produção da membrana o cientista utiliza um polímero dissolvido em água, ao qual junta anéis de reschig que vão funcionar como dispersantes de CO2.

O polímero introduzido na célula de alta pressão, é de seguida colocado num banho a 60 graus Celsius e 200 bares de pressão o que vai permitir produzir na membrana a morfologia adequada, ou seja, um conceito que ao ser transposto mais tarde para as nanopartículas permitirá obter a baixa densidade desejada.

Com esta técnica, os cientistas fazem transportar o CO2 num caudal contínuo pelo banho, que entra dentro da célula onde vai provocar a precipitação do polímero e a formação da estrutura porosa.

Esta é uma técnica de produção que pode substituir os solventes normalmente utilizados e dar resposta a uma das preocupações deste laboratório de química verde.

«Aquilo que nós queremos é substituir alguns destes solventes, alguns desses passos de produção por tecnologias mais amigas do ambiente. Aquilo que nós utilizamos são os chamados ‘fluidos super críticos’, que são gases sobre alta pressão que conseguem funcionar como solventes, não só para produzir as partículas como para sintetizar os polímeros dentro dos nanoporos. Mas, pelo facto de serem gases, no fim conseguimos, simplesmente por dispressurização remove-los sem deixar qualquer contaminante no interior dessas estruturas», explica Márcio Temtem, Investigador, Prémio Estímulo à Investigação, FCG.

O cientista junta os pedaços da membrana, o monómoro que ao repetir-se dá origem ao polímero e um iniciador para activar a reacção de polimerização.

A mistura é depois colocada num novo banho a 65º e 246 bares de pressão, e submetida a CO2 supercritico.

O CO2 vai dissolver o monómoro e o iniciador transportá-lo para dentro das estruturas porosas onde se cria o polímero inteligente.

Um polímero que submerso num tanque de água quente, passa de uma estrutura hidrofílica para uma hidrofóbica.
É esta a chave do funcionamento dos polímeros que transportam o medicamento.

O mesmo acontecerá dentro nos pulmões, perante células tumorais que a uma temperatura superior às saudáveis o polímero interage de modo hidrofóbico expelindo a água e com esta o medicamento.

Pelo contrário nas células saudáveis, menos quentes, a interacção do polímero é hidrofilica impedindo a libertação da água. Mas para além da temperatura, os polímeros inteligentes poderão ser capazes de reconhecer o pH.

«Existem polímeros inteligentes, capazes de sentir pequenas alterações no nosso microorganismo. Por exemplo, um pH na zona de um tumor é ligeiramente mais baixo do que na zona do tecido saudável. Esta diferença pode ser o suficiente para estimular um polímero a libertar um determinado fármaco, uma determinada droga naquele local específico. No caso da temperatura acontece algo semelhante, pelo facto das zonas do tumor, ter a zona vascular mais destruída, são mais sensíveis às mudanças de temperatura e são estes tipos de estímulos que podem ser utilizados para localizar ou acentuar mais uma determinada zona e libertação de determinadas drogas», refere Márcio Temtem, Investigador, Prémio Estímulo à Investigação, FCG.

O projecto científico de Márcio Temtem que está agora no início recebe o apoio da Fundação Calouste Gulbenkian com o Prémio Estímulo à Investigação.

Os Três Porquinhos ,contado por um Engenheiro

2009-07-21T05:57:00.000-07:00

Meu Filho, era uma vez três porquinhos ( P1, P2 e P3) e um Lobo Mau, por definição, LM, que vivia os atormentando.

P1 era sabido e fazia Engenharia Elétrica e já era formado em Engenharia Civil.

P2 era arquiteto e vivia em fúteis devaneios estéticos absolutamente desprovidos de cálculos rigorosos.

P3 fazia Comunicação e Expressão Visual na ECA.

LM, na Escala Oficial da ABNT, para medição da Maldade (EOMM) era Mau nível 8,75 (arredondando a partir da 3ª casa decimal para cima). LM também era um mega investidor imobiliário sem escrúpulos e cobiçava a propriedade que pertencia aos Pn (onde n é um número natural e varia entre 1 e 3), visto que o terreno era de boa conformidade geológica e configuração topográfica, localizado próximo a Granja Viana.

Mas nesse promissor perímetro, P1 construiu uma casa de tijolos, sensata e logicamente planejada, toda protegida e com mecanismos automáticos.

Já P2 montou uma casa de blocos articulados feitos de mogno que mais parecia um castelo lego tresloucado.

Enquanto P3 planejou no Autocad e montou, ele mesmo, com barbantes e isopor como fundamentos, uma cabana de palha com teto solar, e achava aquilo “o máximo“.

Um dia, LM foi ate a propriedade dos suínos e disse, encontrando P3:

— Uahahhahaha, corra, P3, porque vou gritar, e vou gritar e chamar o Conselho de Engenharia Civil para denunciar sua casa de palha projetada por um ormando em Comunicação e Expressão Visual!

Ao que P3 correu para sua amada cabana, mas quando chegou lá os fiscais do conselho já haviam posto tudo abaixo. Então P3 correu para a casa de P2.

Mas quando chegou lá, encontrou LM à porta, batendo com força e gritando:

— Abra essa porta, P2, ou vou gritar, gritar e gritar e chamar o Greenpeace, para denunciar que você usou madeira nobre de áreas não-reflorestadas e areia de praia para misturar no cimento.
Antes que P2 alcançasse a porta, esta foi posta a baixo por uma multidão insandecida de eco-chatos que invadiram o ambiente, vandalizaram tudo e ocuparam os destroços, pixando e entoando palavras de ordem.

Ao que segue P3 e P2 correm para a casa de P1. Quando chegaram na casa de P1, este os recebe, e os dois caem ofegantes na sala de entrada.

P1: — O que houve?

P2: — LM, lobo mau por definição, nível 8.75, destruiu nossas casas e desapropriou os terrenos.

P3: — Não temos para onde ir. E agora, que eu farei? Sou apenas um formando em Comunicação e Expressão Visual!

Tum-tum-tum-tum-tuuummm!!!! (— isto é somente uma simulação de batidas à porta, meu filho! o som correto não é esse.)

LM: — P1, abra essa porta e assine este contrato de transferência de posse de imóvel, ou eu vou gritar e gritar e chamar os fiscais do Conselho de Engenharia em cima de você, e, se for preciso, até aquele tal de Confea!

Como P1 não abria (apesar da insistência covarde do porco arquiteto e a… do… comunicador e expressivo visual?), LM chamou os fiscais, e estes fizeram testes de robustez do projeto, inspeções sanitárias, projeções geomorfológicas, exames de agentes físico-estressores, cálculos com muitas integrais, matrizes, e geometria analítica avançada, e nada acharam de errado. Então LM gritou e gritou pela segunda vez, e veio o Greenpeace, mas todo o projeto e implementação da casa de P1 eram ecologicamente corretos.

Cansado e esbaforido, o vilão lupino resolveu agir de forma irracional porém super-comum nos contos de fada: Ele pessoalmente escalou a casa de P1 pela parede, subiu ate a chaminé e resolveu entrar por esta, para invadir.
Mas quando ele pulou para dentro da chaminé, um dispositivo mecatrônico instalado por P1 captou sua presença por um sensor térmico e ativou uma catapulta que impulsionou — com uma força de 33300 N (Newtons) — LM para cima.

Este subiu aos céus, numa trajetória parabólica estreita, alcançando o ápice, onde sua velocidade chegou a zero, a 200 metros do chão.

Agora, meu filho, antes que você pegue num repousar gostoso e o Papai te cubra com este edredom macio e quente, admitindo que a gravidade vale 9,8m/s2 e que um lobo adulto médio pese 60 kg, calcule:

1. o deslocamento no eixo “x”, tomando como referencial a chaminé;
2. a velocidade de queda de LM quando este tocou o chão e;
3. o susto que o Lobo Mau tomou, num gráfico lógico que varia do 0 (repouso) ao 9 (ataque histérico).

Nanotecnologia

2009-07-16T07:38:00.000-07:00

Cientistas desenvolvem nanorobot com espessura de dois cabelos para operar cérebro

No filme «Fantastic Voyage» uma viagem pelo corpo humano
Cientistas australianos desenvolveram um nanorobot com um diâmetro de 250 nanómetros (a espessura de dois a três cabelos), potencialmente capaz de operar o cérebro, como no filme de ficção científica “Viagem Fantástica”, realizado em 1966.

“Procuramos algo que possa ser colocado nas artérias humanas, particularmente quando as tecnologias tradicionais não podem ser utilizadas”, declarou James Friend, do Laboratório de Nanofísica da Universidade Monash, em Clayton, Austrália, e co-autor de um estudo publicado no Journal of Micromechanics and Microengeneering.

A dificuldade esteve no desenvolvimento, para um robot desta dimensão, de um motor capaz de “ir contra a corrente” nos vasos sanguíneos.

O motor do robot foi baptizado de Proteus, o nome do submarino em miniatura que no filme transporta os médicos e seus auxiliares, reduzidos a um tamanho microscópico, para penetrar na perna de um agente infiltrado da União Soviética e destruir um coágulo no cérebro.

Nanoporos

2009-07-13T09:38:00.001-07:00

Método que utiliza Nanoporos pode Revolucionar o Sequenciamento Genético

por Sherry Seethales

Um time liderado por físicos da Universidade da Califórnia, em San diego, mostrou a possibilidade de uma técnica rápida e barata para sequenciar o DNA, passando-o por minúsculos poros. O avanço traz a medicina baseada em genomas para uma realidade mais próxima.

O documento, publicado na edição de abril do jornal Nano Letters, descreve um método para sequenciar um genoma humano em questão horas, a um custo potencialmente baixo, medindo os distúrbios elétricos gerados por uma amostra única de DNA, conforme ela passa através de poros mil vezes menos que o diâmetro de um fio de cabelo humano. Como sequenciar o genoma de uma pessoa levaria meses e custaria milhões de dólares, com a tecnologia de sequenciamento de DNA atual, os pesquisadores dizem que o novo método tem o potencial de alavancar uma revolução na medicina.

"Os métodos atuais de sequenciamento de DNA são muito vagarosos e caros para que sequenciar o genoma de uma pessoa, no intuito de criar medicamentos específicos para cada indivíduo, possa ser algo realista", disse Massimiliano Di Ventra, um professor associado aos físicos da UCSD, e que dirigiu o projeto. "A implementação prática da de nossa abordagem poderia tornar real o sonho de personalizar a medicina de acordo com a composição genética única de cada pessoa".

Os físicos utilizaram cálculos matemáticos e o modelamento dos movimentos e flutuações elétricas de moléculas de DNA para determinar como distingüir cada uma das quatro bases diferentes (A, G. C, T), que constituem um filamento de DNA. Eles basearam seus cálculos em um poro de aproximadamente um nanômetro de diâmetro, feito de nitrato de silício - um material que é fácil de trabalhar e que é comumente usado em nano-estruturas - envolto por dois pares de minúsculos eletrodos de ouro. Os eletrodos registrariam a corrente elétrica perpendicular ao filamento de DNA, conforme o DNA passa através do poro. Como cada base de DNA é estruturalmente e quimicamente diferente, cada base cria sua própria assinatura eletrônica distinta.

Tentativas anteriores de sequenciar DNA usando nano-poros não obtiveram sucesso, porque os giros e os movimentos do filamento de DNA introduziam muitos ruídos no sinal que era registrado. A nova idéia utiliza a vantagem do campo elétrico que propulsiona a corrente perpendicular ao filamento para reduzir flutuações estruturais do DNA enquanto ele é movido através do poro, dessa forma minimizando o ruído.

"Se a natureza fosse muito desatenciosa, então o DNA flutuaria tanto, enquanto atravessa o nano-poro, que medir a corrente não nos daria qualquer informação quanto a que base está presente em uma dada localização", explicou Michael Zwolak, um dos alunos graduados em física do Instituto de Tecnologia da Califórnia, que contribuiu com o estudo. "Contudo, identificamos uma forma particular de operar o sistema nano-poros/eletrodo que suprime algumas dessas flutuações, então eles não conseguem destruir tanto a distinção das bases".
Os pesquisadores avisam que ainda exitem obstáculos a serem resolvidos, porque ninguém conseguiu construir, até agora, um nano-poro com a configuração necessária de eletrodos, mas eles acreditam que é apenas uma questão de tempo antes que alguém construa o dispositivo com sucesso. O nano-poro e os eletrodos foram feitos separadamente, e embora seja tecnicamente desafiador juntá-los, o campo está avançando tão depressa que eles acreditam que isso será possível num futuro próximo.

Em adição à velocidade e o baixo custo do método de nano-poros, os pesquisadores calculam que ele acabará por se mostrar significativamente menos suscetível a erros do que os métodos atuais.

"O método de sequenciamento de DNA que propomos tem o potencial de possuir menos erros que o método atual, que é baseado no método Sanger", disse Johan Lagerqvist, um dos alunos da UCSD e o principal autor do documento. "Poderia ser possível sequenciar filamentos de DNA que têm dezenas de milhares de pares de bases, de comprimento, possivelmente tão grandes quanto um gene inteiro, numa passagem apenas, através do nano-poro. Com o método Sanger é necessário cortar o DNA em peças menores, copiar o DNA e usar várias máquinas de sequenciamento, o que introduz fontes adicionais de erros".

O estudo foi financiado pela Fundação Nacional de Ciência e pelo Instituto de Pesquisa do Genoma Humano, no Instituto Nacional de Saúde. Os fundos da NIH vêm de um programa lançado em 2004 para encorajar pesquisadores a perseguirem uma vasta gama de idéia para sequenciar um genoma que tenha o tamanho de um gene de um mamífero por U$1,000. Os pesquisadores dizem que, como físicos, eles possuem uma abordagem única para o problema.
"Não pensamos nisso como DNA, vemos isso como um monte de átomos e elétrons que se comportam de maneiras que possamos prever e manipular", disse Di Ventra.

O Engenheiro Biomédico...

2009-04-02T12:22:00.000-07:00

Engenheiro Biomédico não vai a hotel, vai para espaço confinado
Engenheiro Biomédico não usa camisinha usa EPI
Engenheiro Biomédico não trai, faz analise de risco
Engenheiro Biomédico não come, combina: proteína+carboidrato +vitamina.
Engenheiro Biomédico não cheira, olfata.
Engenheiro Biomédico não toca, faz avaliação .
Engenheiro Biomédico não respira, vive de NR.
Engenheiro Biomédico não elogia, descreve processos.
Engenheiro Biomédico não tem reflexos, tem mensagem neurotransmitida
involuntária.
Engenheiro Biomédico não facilita discussões, catalisa substratos.
Engenheiro Biomédico não transa, Faz séries com muitas repetições.
Engenheiro Biomédico não admite algo sem resposta, analisa o A.P.R.
Engenheiro Biomédico não fala, coordena vibrações nas cordas vocais.
Engenheiro Biomédico não pensa, faz mapa de risco.
Engenheiro Biomédico não toma susto, recebe resposta galvânica incoerente.
Engenheiro Biomédico não chora, produz secreções lacrimais.
Engenheiro Biomédico não espera retorno de chamadas, espera feed backs.
Engenheiro Biomédico não se apaixona, sofre reações químicas.
Engenheiro Biomédico não pula a cerca faz rota de fuga!!!

UFPE desenvolve sensor para órgãos artificiais

2009-04-02T12:17:00.000-07:00

O físico Mauro Copelli, em parceria com especialista da USP, está realizando estudo para criar sistema a ser usado em olhos, narizes e ouvidos eletrônicos

Rodrigo Coutinho escreve para o "Jornal do Commercio", do Recife:

Pesquisa de dois físicos brasileiros, um deles pernambucano, tenta desvendar os segredos da capacidade que o sistema nervoso tem de perceber variações distintas ao ser estimulado.

Mauro Copelli, professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), e Osame Kinouchi, ligado à USP, são responsáveis pelo estudo que pode ajudar a desenvolver sensores artificiais em equipamentos como olhos, ouvidos e narizes eletrônicos.

A revista inglesa "Nature Physics", especializada em física, publicou artigo sobre o tema em sua última edição.

O trabalho também vai ajudar a entender melhor como os sentidos conseguem lidar com sinais que vão do som da queda de uma agulha à explosão de uma bomba. Do aroma de uma flor ao cheiro de um perfume forte.

Para Copelli e Kinouchi, a característica da rede de células nervosas dos sentidos pode levar a desenvolver mecanismos artificiais úteis para o mercado.

“A região nervosa dos sentidos é sensível para estímulos muito fracos e, ainda assim, detecta sinais muito fortes, sem saturar”, explica o pernambucano.

“Estamos propondo a criação de sensores de luminosidade e de odores, mais baratos, aplicáveis em várias áreas”, revela Osame Kinouchi.

Como exemplos, ele cita a detecção de gases e outros cheiros, para aumentar a segurança em fábricas ou o controle de qualidade para as indústrias de perfume e vinhos.

Para chegar ao resultado, eles analisaram o epitélio olfativo, região do nariz capaz de detectar os cheiros, e constataram como os neurônios sensorias no local captam os estímulos de forma particular.

“Um aroma fraco estimula alguns neurônios e esses se ligam aos outros por meio de sinapses elétricas, fazendo com que a gente sinta o cheiro. O contrário também acontece: quando sentimos um cheiro forte, vários neurônios são ativados. Mas essas sinapses acabam se anulando sem que haja uma sobrecarga”, afirma Copelli.

Quando analisados separadamente, diz Copelli, os neurônios só conseguem lidar com uma faixa de intensidade bastante estreita, chamada de intervalo dinâmico.

Outro aspecto ressaltado por ele é o baixo custo do estudo. “Precisamos só de computadores, papel e caneta”, comenta o professor da UFPE.

Os dois elaboram projeto para patentear o trabalho. “É um estudo novo. Ainda estamos analisando a funcionalidade para determinadas áreas de atuação”, esclarece Kinouchi.
(Jornal do Commercio, Recife, 7/5)

Vida de engenheiro...

2009-03-16T14:44:00.000-07:00

"Vc é engenheiro se...
Você sabe calculo vetorial, mas não lembra como fazer uma divisão com virgula.
Você tem uma calculadora cientifica e conhece TODAS as suas funções.
Você passa horas realizando o relatório de um experimento que durou alguns minutos.
Você tem um bicho de estimação com o nome de um grande cientista.
Você ri de piadas sobre matemáticos.
Você considera qualquer curso não-científico "fácil".
Você não entende como algumas pessoas podem achar difícil programar um videocassete.
Você assistiu "Apollo 13" e achou que os verdadeiros heróis foram os caras no "Controle da Missão".
Você assume que um "cavalo" é equivalente a uma "esfera" para facilitar os cálculos.
Uma criança de quatro anos lhe pergunta por que o céu e azul e você tenta explicar toda a teoria da absorção atmosférica.
Você vai a uma loja de informática e os vendedores não conseguem responder suas perguntas.
Você costuma assobiar a musica tema de "MacGyver".
O que você mais gosta no Natal e montar os brinquedos das crianças.
Você já tentou consertar alguma coisa usando elásticos, clipes de papel e fita adesiva.
Você pode lembrar de 7 senhas de computador, mas não da data do aniversario da sua namorado.
Você sabe qual será o sentido de rotação da água quando puxar a descarga.
Você consegue digitar 70 palavras por minuto, mas não entende sua própria caligrafia.
Você já abriu alguma coisa "só para ver como é por dentro".
Você guarda peças de eletrodomésticos estragados.
Você assiste filmes de ficção cientifica e fica procurando cenas que estão cientificamente incorretas.
Você tem o habito de estragar coisas tentando descobrir como elas funcionam.
Você não tem vida. E pode provar isso matematicamente

Cientistas da FTUC lideram projecto europeu na área da epilepsia

2009-03-10T15:05:00.001-07:00

Um sistema de alarme inteligente e transportável para pacientes com epilepsia. É com esta tecnologia que uma equipa de cientistas da Faculdade de Ciência e Tecnologia de Coimbra (FTUC) espera melhorar a qualidade de vida dos doentes epilépticos, que não podem ser tratados com fármacos. O projecto EPILEPSIAE, liderado por investigadores do Centro de Informática e Sistemas da Universidade Coimbra (CISUC), visa desenvolver pela primeira vez um sistema capaz de prever uma crise epiléptica e avisar o doente antes que esta ocorra.

Com um orçamento global de quatro milhões de euros, o EPILEPSIAE (Evolving Platform for Improving Living Expectations of Patients Suffering from Ictal Events) é um projecto único na Europa e tem como parceiros os Hospitais da Universidade de Coimbra, o Centro Nacional de Investigação Científica de França, a Universidade Pierre et Marie Curie e o Laboratório de Neurociências Cognitivas do Hospital Pitié – La Salpêtrière (França), a Universidade Albert Ludwigs e o Hospital Universitário de Friburgo (Alemanha). A empresa italiana Micromed será responsável pela fabricação do equipamento no final da investigação, dentro de três anos.

O projecto partiu da colaboração do CISUC com os especialistas da Clínica de Epilepsia dos HUC, no âmbito dos Projectos de Engenharia Biomédica, em que se constatou a necessidade de desenvolver um dispositivo não invasivo e transportável, capaz de reduzir as graves limitações dos doentes.

Segundo António Dourado, coordenador do projecto, o objectivo central é encontrar soluções tecnológicas de informação e comunicação capazes de prever o surgimento de uma crise de epilepsia. "A informação obtida vai chegar em primeiro ao lugar ao doente, que transporta além dos eléctrodos à superfície da pele do cérebro, um computador que analisa os sinais eléctricos e faz a previsão de uma crise. A nossa intenção é que o sistema envie então um alarme, sonoro ou de sob outra forma, para que o doente saiba que vai ter uma crise dentro de algum tempo e que deve agir para preservar a sua segurança e a sua privacidade", explicou ao Ciência Hoje o responsável.

A equipa está a desenvolver algoritmos de inteligência computacional para detectar as crises epilépticas com alguma antecedência, com vista à criação de um dispositivo, discreto, transportado pelo doente, medindo em permanência, através do electroencefalograma e electrocardiograma não invasivos, o estado neuronal do doente.

No futuro, o sistema individual poderá também accionar um alarme no hospital a que o paciente está afecto ou evoluir para outros mecanismos de alarme, prevenção e até tratamento.

Seis milhões de epilépticos na Europa

"O difícil é conseguir conhecimento científico e informação tecnológica que permita com segurança garantir a fiabilidade deste sistema", disse António Dourado. "A longo prazo a questão que se coloca é saber se é possível agir sobre o próprio cérebro no sentido de impedir uma crise epiléptica. Neste momento não existe nem método nem conhecimento suficiente para isto. É preciso conhecer mais a fundo a epilepsia e a partir daqui desenvolver novas formas para a abordar", acrescentou.

A equipa está também a participar no desenvolvimento de uma Base de Dados Europeia de Epilepsia que registe a informação multisensorial recolhida dos pacientes, a ser usada para o desenvolvimento do conhecimento através de técnicas avançadas de exploração de dados (Semantic mining).

"Esperamos que, se o processo tiver sucesso - porque ainda é um projecto de alto risco e precisa de muita investigação - seja possível mudar completamente a qualidade de vida dos doentes. Este sistema vem permitir que as pessoas possam assumir responsabilidades sociais, do ponto de vista profissional e pessoal, com confiança e sem estar sujeitas a ter uma crise imprevista em público ou que as coloque em perigo", frisou António Dourado.

Segundo os investigadores, a epilepsia é a doença neurológica mais frequente. Na Europa existem, actualmente, seis milhões de epilépticos e, de acordo com estudos efectuados, prevê-se que 15 milhões de pessoas possam vir a sofrer da doença em alguma altura das suas vidas.

Estimulação elétrica neuromuscular

2009-03-08T07:35:00.000-07:00

Paraplégicos e tetraplégicos, que já conseguem andar por meios artificiais, graças a um trabalho pioneiro em Engenharia da Reabilitação que vem sendo desenvolvido por um grupo de pesquisadores da UNICAMP, desde 1989, poderão também voltar a ter sensibilidade nos membros paralisados. O mecanismo que está sendo testado para essa conquista são sensores capazes de ativar uma comunicação entre partes sadias do corpo do deficiente mãos, no caso de paraplégicos; voz, nos tetraplégicos e olhos, em pacientes com trauma crânio-encefálico e os membros paralisados. Eles permitem a transmissão de sinais elétricos aos nervos e, em conseqüência, a sensibilização e a contração muscular necessária para a execução de movimentos.

A paraplegia ocorre quando há uma secção nas vértebras toráxicas, lombares ou sacrais, causando uma imobilidade total dos movimentos dos braços, pernas e órgãos ligados por nervos ao nível de lesão. A tetraplegia, por sua vez, se verifica quando a secção se dá nas vértebras cervicais, causando uma imobilidade em todos os membros do corpo, do pescoço para baixo. Nesses casos, para que a pessoa volte a ter movimentos dos membros paralisados, é necessário que o sistema nervoso periférico tenha se mantido intacto. Se ele tiver sofrido algum tipo de lesão, não há como provocar a contração muscular. Mas Alberto Cliquet Júnior faz questão de ressaltar que a recuperação total ou a reabilitação de movimentos de deficientes físicos depende de cada caso específico.

Um dos principais resultados obtidos pelo Departamento de Engenharia Biomédica da Unicamp em seu trabalho de restauração de movimentos de deficientes físicos foi a total recuperação de um tetraplégico, além da recuperação parcial de vários outros pacientes. Isso foi conseguido graças à estimulação elétrica e neuromuscular controlada por computador, desenvolvidas no Brasil pela equipe de Cliquet. A estimulação elétrica é uma informação de baixa intensidade que atua no sistema nervoso intacto do indivíduo e dispara todos os processos neurofisiológicos do músculo. Mas apesar da alta tecnologia que vem sendo utilizada para reabilitação de movimento, tanto no Brasil como no exterior, os pacientes não têm sensibilidade no membro afetado. Por exemplo, não sentem quando os pés tocam o solo, exigindo, portanto, um grande esforço dos seus membros superiores e um alto gasto de energia durante a marcha.

O estudo Sistemas de Estimulação Eletrotáctil, que se interliga com o estudo de restauração de movimentos, permite que sensações geradas artificialmente acima do nível de lesão nos ombros, por exemplo, no caso dos paraplégicos sejam associadas aos passos. E testes realizados em pacientes da Unicamp mostraram que, após meses de estimulação artificial, muitos "aprenderam" o movimento sozinhos, sem a utilização dos aparelhos. "Esses movimentos são capazes de ser aprendidos pela medula, e esta é capaz de controlá-los, remodelando o sistema nervoso, de forma que, depois de um certo tempo de locomoção, os movimentos possam ser realizados sem a necessidade de um sistema artificial de estimulação", diz o coordenador do projeto. Baseados nisso, os pesquisadores estão desenvolvendo os seus sistemas de restauração de movimentos e de sensibilidade. Primeiro, colocam-se sensores em algum músculo intacto e nas pontas dos pés. Quando o músculo é contraído (o do braço, no caso dos paraplégicos), essa informação é transmitida por sinais mioelétricos, graças aos sensores ali implantados, provocando estímulos artificiais de movimento nas pernas. Por exemplo: quando o paciente contrai o músculo do braço direito, ao apoiar a muleta no chão, ele movimenta a perna esquerda, e vice-versa, tornando a marcha semi-voluntária. E os sensores colocados nas pontas dos pés, ligados ao músculo intacto, transmitem a sensação artificial de contato com o solo e monitoram a necessidade do estímulo muscular.

Um outro sistema foi desenvolvido para permitir a tetraplégicos segurarem objetos. Ele se baseia na estimulação elétrica com uso da voz, baseada em redes neurais artificiais programas de computador que permitem o reconhecimento da voz do paciente e não de outras vozes, mesmo quando a pessoa está gripada. Cada fonema (a/e/i/o/u) liga-se à estimulação de um grupo muscular. "Por exemplo, a pessoa fala ‘a’ e a mão abre, depois diz ‘e’ e a mão fecha. Ela utiliza o que tem de preservado, que é a voz, para estimular o movimento", completa o pesquisador. Dentro do mesmo projeto, pesquisa-se também o desenvolvimento de um sistema de estimulação elétrica neuromuscular em que o deficiente controle a força do movimento. Como os tetraplégicos não possuem sensibilidade na ponta dos dedos – embora consigam pegar objetos com ajuda do estimulador elétrico eles não controlam a força.

Ao pegarem um copo, podem quebrá-lo, se a força de estimulação for muito grande, ou deixar o objeto cair, no caso contrário. "Para superar esse problema, desenvolvemos uma luva artificial instrumentalizada com sensores nas pontas dos dedos, que monitoram a força necessária para a pessoa realizar um movimento. Ela é realimentada por um estimulador que aumenta ou diminui a força deprensão automaticamente, quando necessário", explica Cliquet.Essa mesma informação de força serve para acionar a noção de sensibilidade do paciente, por meio de um formigamento em alguma parte saudável de seu corpo. Isso porque há, na luva, alguns eletrodos para o movimento e outros específicos para a sensação.

Alberto Cliquet Júnior nasceu em Santos-SP, Brasil, em 20 de abril de 1957. Obteve o grau de Engenheiro de Eletrônica e o Mestrado em Bioengenharia, ambos pela Universidade de São Paulo-USP, em 1981 e 1984, respectivamente. Em 1988, obteve o PhD em Bioengenharia pela University of Strathclyde, em Glasgow, GB., onde foi responsável pelo primeiro paraplégico completo britânico a caminhar em laboratório (1985). Introduziu no Brasil a Engenharia de Reabilitação (inclusive a nível clínico no Hospital de Clínicas da UNICAMP) em 1989, disciplina relacionada à restauração de locomoção em paraplégicos e tetraplégicos, com a utilização de Sistemas Baseados em Estimulação Elétrica Neuromuscular. Foi contemplado (1997) com prêmios do CNPq em "desenvolvimento de equipamentos para deficientes". Nos últimos 20 anos, trabalhou com Marcapassos Cardíacos Artificiais (INCOR-HC/FMUSP), Biocibernética, Bio-telemetria, Biomecânica, Órgãos Artificiais e Engenharia de Reabilitação, esta última, introduzida no Brasil (inclusive a nível clínico no Hospital de Clínicas da UNICAMP) pelo Dr. Cliquet (1989), está relacionada à restauração de locomoção em paraplégicos e tetraplégicos, com a utilização de Sistemas Baseados em Estimulação Elétrica Neuromuscular. É Professor Titular da USP junto ao Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (Concurso Público em 1998). A convite do Ministério da Ação Social, atuou na elaboração da Política Nacional para Deficientes.

2009-03-03T14:05:00.000-08:00

ENGENHARIA BIOMÉDICA

A Engenharia Biomédica é uma área multidisciplinar que associa os princípios das ciências exatas com os da saúde, objetivando desenvolver tecnologias inovadoras aplicadas à prevenção, diagnóstico e terapia de doenças, bem como na monitoração de parâmetros fisiológicos em centros cirúrgicos e em unidades de tratamento intensivo.

Na Universidade Federal de Pernambuco, o curso de Engenharia Biomédica é ministrado nos diversos Centros da Universidade, o que possibilita aos estudantes um convívio com professores e alunos de áreas afins.

As disciplinas do ciclo básico associam o perfil dos cursos de engenharia, em particular o de Engenharia Eletrônica, com conteúdos básicos de anatomia, fisiologia, dentre outras disciplinas sobre funcionamento do corpo humano.

Ao ingressar no Ciclo Profissional, o futuro Engenheiro pode direcionar sua formação para uma das quatro grandes áreas de atuação da Engenharia Biomédico, a saber:

Bioengenharia: voltada à pesquisa básica e aplicada, estudando, por exemplo, o funcionamento de neurônios e células cardíacas com o auxílio de modelos matemáticos e simulações;
Engenharia de Reabilitação: objetivando desenvolver sistemas eletrônicos e mecânicos que melhorem as condições de vida de deficientes;
Engenharia Médica: direcionada ao estudo, projeto e execução de instrumentação (principalmente eletrônica), sensores, próteses, etc., para a área médica;
Engenharia Clínica ou Hospitalar: voltada às atividades de certificação e ensaios de equipamentos médicos e atividades em hospitais, abrangendo projeto, adequação e execução de instalações, assessoria em processos de tomada de decisão na aquisição de equipamentos, treinamento e orientação de equipes de manutenção.

Em vista da necessidade de profissionais para atender o pólo médico do Recife, um dos maiores e mais diversificados do país, este curso tem como foco principal a formação na área de Engenharia Clínica.

A UFPE foi a primeira universidade pública do Brasil a implantar Engenharia Biomédica ao nível de graduação, resultado de um convênio com a Universidade de Tecnologia da cidade de Compiègne - UTC, na França. Esta parceria existe desde a criação do curso, há 6 (seis) anos. Como resultado deste convênio, estudantes do Ciclo Profissional da UFPE são selecionados todos os anos para cursar um ano na UTC. Além de disciplinas cursadas naquela Universidade, os selecionados passam seis meses em uma indústria sediada na França. O acordo visa ampliar as possibilidades de interação de estudantes e professores das duas universidades (UFPE e UTC) e de formação diferenciada de engenheiros com experiência em dois continentes.

Áreas de Atuação do Engenheiro Biomédico:

O Engenheiro Biomédico pode atuar nas seguintes áreas: Tecnologia Assistiva, Laser, Ressonância Magnética, Órgãos Artificiais, Biossensores, Instrumentação Médico-hospitalar, Aquisição e Processamento de Sinais Biológicos e Imagens Médicas, Telemedicina, Biomateriais, Técnicas de Diagnóstico e Tratamento, Processos de Desinfecção e Esterilização, Desenvolvimento de Equipamentos médico-hospitalares, Calibração, Aferição e Manutenção desses Equipamentos, Gestão e Racionalização de Recursos, entre outros.

2009-03-01T16:14:00.000-08:00

O que é Engenharia Biomédica?

A Engenharia Biomédica é uma área em que conhecimentos de Engenharia, Matemática, Computação, Física e Química são utilizados para resolver problemas da Biologia e Medicina.
A Engenharia Biomédica é uma especialidade relativamente recente e tem prestado substancial contribuição às ciências biomédicas e à tecnologia aplicada a problemas médicos. Na sua definição mais ampla a Engenharia Biomédica tem pontos de tangência com outras áreas multidisciplinares do conhecimento, tais como Física Médica, Biomatemática e Informática Médica. Pode-se perceber da definição de Engenharia Biomédica que ela é uma área muito vasta e que hoje é impossível um único indivíduo cobrir toda a gama de conhecimentos.
A Engenharia Biomédica pode ser dividida em quatro sub-áreas:
Bioengenharia: voltada ao desenvolvimento da ciência biomédica; por exemplo, estudando o funcionamento de neurônios e de células cardíacas com o auxílio de modelos matemáticos e simulações
Engenharia de Reabilitação: objetivando desenvolver sistemas eletrônicos e mecânicos que melhorem as condições de vida de deficientes.
Engenharia Médica: direcionada ao estudo, projeto e execução de instrumentação (principalmente eletrônica), sensores, próteses, etc, para a área médica;
Engenharia Clínica ou Hospitalar: voltada às atividades de certificação e ensaios de equipamentos médicos, e atividades em hospitais incluindo projeto, adequação e execução de instalações, assessoria em processos de tomada de decisão na aquisição de equipamentos, treinamento e orientação de equipes de manutenção;

Participação do LEB nas sub-áreas da Engenharia Biomédica

Bioengenharia - Análise computadorizada de sinais dos sistemas nervoso e muscular visando aplicações em clínica e pesquisa.
- Modelagem e simulação de rede neuronal da medula espinhal envolvida em controle motor.
- Estudo experimental da neurofisiologia em seres humanos: reflexos, controle postural, circuitaria neuronal da medula espinhal.
- Processamento de sinais biológicos, técnicas de reconhecimento de padrões e análise de sinais e sistemas caóticos.
- Biomecânica do movimento humano, teoria, modelagem e simulação.
- Efeitos de radiações não ionizantes em seres vivos.

Engenharia de Reabilitação - Estimulação elétrica funcional.
- Urodinâmica.

Engenharia Médica - Biotelemetria e sensoriamento remoto de sistemas biomédicos.
- Instrumentação analógica/digital e processamento de sinais para a área cardiológica.
- Processamento de imagens Médicas: pesquisa e desenvolvimento de aplicações

Engenharia Clínica
ou Hospitalar - Ensaios e certificação de equipamentos médicos.

Atualizada em 01/2009.

Bioengenharia	- Análise computadorizada de sinais dos sistemas nervoso e muscular visando aplicações em clínica e pesquisa. - Modelagem e simulação de rede neuronal da medula espinhal envolvida em controle motor. - Estudo experimental da neurofisiologia em seres humanos: reflexos, controle postural, circuitaria neuronal da medula espinhal. - Processamento de sinais biológicos, técnicas de reconhecimento de padrões e análise de sinais e sistemas caóticos. - Biomecânica do movimento humano, teoria, modelagem e simulação. - Efeitos de radiações não ionizantes em seres vivos.
Engenharia de Reabilitação	- Estimulação elétrica funcional. - Urodinâmica.
Engenharia Médica	- Biotelemetria e sensoriamento remoto de sistemas biomédicos. - Instrumentação analógica/digital e processamento de sinais para a área cardiológica. - Processamento de imagens Médicas: pesquisa e desenvolvimento de aplicações
Engenharia Clínica ou Hospitalar	- Ensaios e certificação de equipamentos médicos.