p Pesquisadores do MIT e do Nordeste criaram um novo sistema para monitorar indicadores biomédicos - como os níveis de sódio ou glicose no sangue - que um dia poderia levar a dispositivos implantáveis ​​que permitiriam, por exemplo, pessoas com diabetes para verificar o açúcar no sangue apenas olhando para uma área da pele. p Vários pesquisadores desenvolveram sistemas baseados em micropartículas - ocos, partículas microscópicas cheias de produtos químicos específicos - para monitorar condições biomédicas ou para a distribuição seletiva de medicamentos a determinados órgãos ou áreas do corpo. Mas uma desvantagem desses sistemas é que as partículas são pequenas o suficiente para serem varridas do local inicial com o tempo. O novo sistema envolve um tipo diferente de micropartícula que pode evitar esse problema.

p Embora as partículas tradicionais sejam esféricas, as novas partículas têm a forma de longos tubos. A largura estreita dos tubos, que é comparável ao das micropartículas previamente estudadas, mantém o conteúdo dos tubos em estreita proximidade com sangue ou tecido corporal, tornando mais fácil para as partículas sentirem e responderem a condições químicas ou outras condições em seus arredores. O comprimento relativamente maior dos tubos mantém os tubos muito bem ancorados no lugar para monitoramento de longo prazo, talvez por meses a fio.

p As partículas eventualmente podem ser usadas para monitorar os níveis de glicose de diabéticos ou os níveis de sal daqueles com uma condição que pode causar oscilações nas concentrações de sal no sangue.

p As novas descobertas estão sendo relatadas no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences , em um jornal publicado online em janeiro e que logo aparecerá na versão impressa. Foi co-autoria de Karen Gleason, o professor Alexander e I. Michael Kasser de Engenharia Química no MIT; Heather Clark, professor de ciências farmacêuticas da Northeastern University; O pesquisador de pós-doutorado do MIT Gozde Ozaydin-Ince; e o aluno de doutorado nordestino J. Matthew Dubach.

p O processo de criação de novas nanopartículas é um desdobramento do trabalho de Gleason em um método de revestir materiais por vaporização do material de revestimento e deixando-o depositar em uma superfície a ser revestida. Em trabalho publicado no mês passado, ela e seus colegas de trabalho mostraram que essa técnica - chamada de deposição química de vapor (CVD) - poderia ser usada para revestir um material contendo poros microscópicos, tornando assim os poros ainda menores e dando-lhes uma superfície que poderia responder às propriedades químicas dos materiais que passam por eles.

p Este novo trabalho usa CVD para revestir uma camada de óxido de alumínio que foi gravada para conter poros minúsculos, e, como no trabalho anterior, o revestimento se estende para baixo nas paredes desses poros. Mas então o próprio material revestido é dissolvido, deixando apenas uma série de tubos ocos onde antes ficavam os poros. Antes disso, no entanto, outro material pode ser adicionado - algo que responda ao meio ambiente, ou um medicamento a ser administrado, por exemplo. Os tubos são então tampados em cada extremidade.

p Gleason explica que esses “microvermes, ”Como ela os chama, pode então ser injetado sob a pele para formar uma "tatuagem" fluorescente. Preenchendo os minúsculos tubos ocos com um material que fica fluorescente - isto é, emite luz de uma cor específica - em resposta à presença de um produto químico específico, “O grau de fluorescência fornece monitoramento fisiológico contínuo de um produto químico específico” no corpo, e pode ser monitorado diretamente pela pele. A luz emitida pelo produto químico fluorescente “é visível ao olho humano, e, portanto, pode ser interpretado diretamente pelo paciente, sem a necessidade de monitores volumosos, ”Ela diz.

p Enquanto os microvermes iniciais foram feitos para detectar os níveis de sal, e foram testados com sucesso em ratos, há uma variedade de aplicações potenciais, Gleason diz. Uma possibilidade significativa é medir os níveis de glicose:“O controle rígido sobre os níveis de glicose pode ajudar os indivíduos a evitar os efeitos colaterais devastadores do diabetes, a causa número um de insuficiência renal, cegueira em adultos, danos ao sistema nervoso, e amputações e também um importante fator de risco para insuficiência cardíaca, derrame e defeitos congênitos, ”Ela diz. O diabetes afeta atualmente mais de 20 milhões de pessoas nos EUA, e isso deve dobrar em 25 anos.

p Os tubos são tão pequenos - cerca de 200 nanômetros de diâmetro, ou menos de um centésimo da largura de um cabelo humano - que "o corpo nem pensa que eles estão lá, ”Gleason diz, permitindo que operem em “modo furtivo” sem disparar qualquer resposta física.

p Raoul Kopelman, o Distinto Professor de Química da Universidade Richard Smalley, Física e Física Aplicada e Professor de Pesquisa de Engenharia Biomédica na Universidade de Michigan, chama isso de “trabalho de alta qualidade por uma equipe de especialistas, ”E diz, “Em princípio, isso pode abrir caminho para evitar exames de sangue, que precisam de um laboratório central, enfermeiras especializadas, tempo extra e custos extras. Pode ser feito em um consultório médico, ou mesmo em casa. Também evitará complicações para pacientes com "dificuldades, Veias 'ou' gastas ', pacientes em anticoagulantes, etc. ”No entanto, ele advertiu que “O maior obstáculo é o fator de segurança, ou seja, aprovação do FDA. O FDA pode não se preocupar apenas com a toxicidade química de longo prazo e a bio-eliminação, mas também sobre complicações - ou seja, isso poderia desencadear coágulos sanguíneos? "

p Além do fato de que esses microvermes permanecem no lugar quando injetados no corpo, seu próprio processo de fabricação oferece uma vantagem significativa, Gleason diz. Como o CVD é um método de fabricação padrão usado na indústria de semicondutores, a fabricação desses dispositivos deve ser relativamente fácil e barata.

p Gleason diz, “Pode-se imaginar o uso desses tipos de tubos para embrulhar praticamente qualquer coisa, ”Incluindo medicamentos que podem ser administrados lentamente ao longo do tempo através de pequenas aberturas nos tubos.