Fibra óptica biodegradável permite medir ou modular correntes elétricas no corpo humano

Feito com material extraído da alga ágar, o dispositivo poderá ser usado para monitorar estímulos produzidos no cérebro ou nos músculos. Ou como interface auxiliar na conexão homem-computador em tecnologias de assistência ou reabilitação.

Material extraído de algas vermelhas é transparente, flexível, comestível e renovável. Foto: Eric Fujiwara/Unicamp

Sinais elétricos comandam um enorme conjunto de atividades no corpo humano, da troca de mensagens entre neurônios no cérebro à estimulação do músculo cardíaco e aos impulsos que permitem movimentar mãos e pés, para mencionar apenas alguns exemplos.

Tendo como horizonte de aplicação o monitoramento ou a modulação desses sinais, com finalidades médicas, uma fibra óptica biocompatível e biodegradável, produzida a partir da alga ágar, acaba de ser desenvolvida.

Apoiado pela FAPESP, o trabalho foi liderado pelos professores Eric Fujiwara, da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, do Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, e Hiromasa Oku, da Universidade de Gunma (Japão).

“Dispositivos biocompatíveis são imprescindíveis quando se utilizam fibras ópticas para aplicações médicas, como monitoramento de parâmetros vitais, fototerapia ou optogenética [o termo diz respeito ao estudo e controle da atividade de células específicas por meio de técnicas que combinam óptica, genética e bioengenharia], entre outras. Além disso, fibras ópticas feitas com materiais biodegradáveis são alternativas às tecnologias disponíveis para telecomunicações, que empregam fibras de vidro ou plástico”, diz Fujiwara.

A nova fibra foi produzida a partir de ágar, um material transparente, flexível, comestível e renovável, extraído de algas vermelhas.

“O método de fabricação consiste, basicamente, no preenchimento de moldes cilíndricos com soluções de ágar. O trabalho atual expande a gama de aplicações, propondo um novo tipo de sensor óptico que explora a condutividade elétrica do ágar”, afirma.

Fujiwara explica que, excitada por luz coerente, a fibra produz padrões luminosos granulares que evoluem espacial e temporalmente. As correntes elétricas presentes no meio atravessam a fibra e, ao fazê-lo, modulam o índice de refração do ágar, gerando perturbações nos padrões granulares.

“Analisando essas perturbações, é possível determinar a magnitude, direção e sentido dos estímulos elétricos, com medições confiáveis para correntes iguais ou até menores do que 100 microamperes [μA]”, conta.

A capacidade de detectar sinais elétricos tão sutis inspira possíveis aplicações em configurações biomédicas.

“A ideia pode ser explorada para desenvolver sistemas de sensoriamento destinados a monitorar estímulos bioelétricos produzidos no cérebro ou nos músculos, servindo como uma alternativa biodegradável aos eletrodos convencionais. Nesse caso, os sinais ópticos podem ser decodificados para diagnosticar distúrbios. Outra possibilidade é utilizar a fibra como interface auxiliar na conexão entre humano e computador, em tecnologias de assistência ou reabilitação”, exemplifica Fujiwara.

A resposta do sensor pode ser aprimorada, ajustando-se a composição química do material. E o fato de o ágar ser moldável em diversas geometrias viabiliza a confecção de lentes e outros dispositivos ópticos com sensibilidade a corrente elétrica.

Mais do que tudo, a grande vantagem é que, após o uso, a fibra pode ser absorvida pelo organismo, evitando intervenções cirúrgicas adicionais. (José Tadeu Arantes/Agência FAPESP)

VOCÊ TAMBÉM PODE ESTAR INTERESSADO EM

Biossensor pode identificar toxina produzida por fungos nos grãos de café

Dispositivo de baixo custo criado por pesquisadores brasileiros permite detectar a ocratoxina, substância que é preocupação para a saúde pública e também para a economia.

Biossensor detecta glicose na urina e pode ajudar pessoas com diabetes a se livrar das “picadas no dedo”

São grandes as chances de que, em um futuro próximo, pacientes com diabetes possam contar com um teste indolor e menos invasivo para monitorar seus níveis de glicose: pesquisadores da Universidade de São Paulo e da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária desenvolveram um biossensor que consegue realizar a análise em amostras de urina.

Tecnologia criada na Unicamp agrega valor às cascas de laranja

Um dos grandes desafios para a indústria de sucos é encontrar formas de reutilizar as cascas das frutas cítricas, que correspondem a mais de 40% do peso da matéria-prima usada na produção.

USP e Embrapa criam monitor sustentável de glicose para diabéticos

Pesquisadores da USP e da Embrapa criaram um sensor capaz de detectar níveis de glicose na urina.

Pesquisadores testam ‘células artificiais’ no combate ao câncer

Um grupo de pesquisadores brasileiros tem buscado aumentar a eficácia de terapias contra o câncer por meio de uma técnica sofisticada que consiste em recobrir nanoestruturas de diferentes naturezas com membranas isoladas de células tumorais.

Nova técnica identifica “impressão digital” do câncer em amostras de saliva e urina

Método em fase experimental extrai compostos orgânicos voláteis das amostras, permitindo identificar alterações que indiquem a presença do câncer