p O implante de um desviador de fluxo semelhante a um stent pode oferecer uma opção para o tratamento menos invasivo de aneurismas cerebrais - protuberâncias nos vasos sanguíneos - mas o procedimento requer monitoramento frequente enquanto os vasos cicatrizam. Agora, uma equipe de pesquisa de várias universidades demonstrou a prova de conceito de um sensor altamente flexível e extensível que poderia ser integrado ao desviador de fluxo para monitorar a hemodinâmica em um vaso sanguíneo sem procedimentos diagnósticos dispendiosos. p O sensor, que usa mudanças de capacitância para medir o fluxo sanguíneo, poderia reduzir a necessidade de testes para monitorar o fluxo através do desviador. Pesquisadores, liderado por Georgia Tech, mostraram que o sensor mede com precisão o fluxo de fluido em vasos sanguíneos de animais in vitro, e estão trabalhando no próximo desafio:operação sem fio que poderia permitir testes in vivo.

p A pesquisa foi relatada em 18 de julho na revista. ACS Nano e foi apoiado por várias doações do Instituto de Eletrônica e Nanotecnologia da Georgia Tech, a Universidade de Pittsburgh e o Instituto Coreano de Ciência de Materiais.

p "O sistema de sensor nanoestruturado pode oferecer vantagens para os pacientes, incluindo um tratamento de aneurisma menos invasivo e uma capacidade de monitoramento ativo, "disse Woon-Hong Yeo, professor assistente na Escola de Engenharia Mecânica George W. Woodruff da Georgia Tech e no Departamento de Engenharia Biomédica Wallace H. Coulter. "O sistema integrado pode fornecer monitoramento ativo da hemodinâmica após a cirurgia, permitindo que o médico acompanhe com medição quantitativa de quão bem o desviador de fluxo está funcionando no tratamento. "

p Os aneurismas cerebrais ocorrem em até cinco por cento da população, com cada aneurisma carregando um risco de um por cento por ano de ruptura, observou Youngjae Chun, professor associado da Swanson School of Engineering da University of Pittsburgh. A ruptura do aneurisma causará a morte em até metade dos pacientes afetados.

p A terapia endovascular usando bobinas de platina para preencher o saco aneurismático tornou-se o padrão de tratamento para a maioria dos aneurismas, mas recentemente uma nova abordagem endovascular - um desviador de fluxo - foi desenvolvida para tratar aneurismas cerebrais. O desvio de fluxo envolve a colocação de um stent poroso em todo o pescoço de um aneurisma para redirecionar o fluxo para longe do saco, gerando coágulos sanguíneos locais dentro do saco.

p "Desenvolvemos um sistema altamente extensível, desviador de fluxo hiperelástico usando um nitinol de filme fino altamente poroso, "Chun explicou." Nenhum dos desviadores de fluxo existentes, Contudo, fornecer quantitativo, monitoramento em tempo real da hemodinâmica dentro do saco do aneurisma cerebral. Por meio da colaboração com o grupo do Dr. Yeo na Georgia Tech, desenvolvemos um sistema de desvio de fluxo inteligente que pode monitorar ativamente as alterações de fluxo durante e após a cirurgia. "

p Reparar a artéria danificada leva meses ou até anos, durante o qual o desviador de fluxo deve ser monitorado usando tecnologia de ressonância magnética e angiografia, o que é caro e envolve a injeção de um corante magnético na corrente sanguínea. Yeo e seus colegas esperam que seu sensor possa fornecer monitoramento mais simples em um consultório médico usando uma bobina indutiva sem fio para enviar energia eletromagnética através do sensor. Ao medir como a frequência ressonante da energia muda conforme ela passa pelo sensor, o sistema pode medir as alterações do fluxo sanguíneo para o saco.

p "Estamos tentando desenvolver um sem bateria, dispositivo sem fio que é extremamente extensível e flexível que pode ser miniaturizado o suficiente para ser encaminhado através dos minúsculos e complexos vasos sanguíneos do cérebro e, em seguida, implantado sem danos, "disse Yeo." É um grande desafio inserir tal sistema eletrônico nos vasos sanguíneos estreitos e contornados do cérebro. "

p O sensor usa uma micromembrana feita de duas camadas de metal em torno de um material dielétrico, e envolve o desviador de fluxo. O dispositivo tem apenas algumas centenas de nanômetros de espessura, e é produzido usando técnicas de impressão de transferência de material e nanofabricação, encapsulado em um material elastomérico macio.

p "A membrana é desviada pelo fluxo através do desviador, e dependendo da força do fluxo, a diferença de velocidade, a quantidade de mudanças de deflexão, "Yeo explicou." Medimos a quantidade de deflexão com base na mudança de capacitância, porque a capacitância é inversamente proporcional à distância entre duas camadas de metal. "

p Porque os vasos sanguíneos do cérebro são tão pequenos, os desviadores de fluxo não podem ter mais do que cinco a dez milímetros de comprimento e alguns milímetros de diâmetro. Isso descarta o uso de sensores convencionais com circuitos eletrônicos rígidos e volumosos.

p "Colocar materiais e circuitos funcionais em algo desse tamanho é praticamente impossível no momento, "Yeo disse." O que estamos fazendo é muito desafiador com base em materiais convencionais e estratégias de design. "

p Os pesquisadores testaram três materiais para seus sensores:ouro, magnésio e a liga de níquel-titânio conhecida como nitinol. Todos podem ser usados ​​com segurança no corpo, mas o magnésio oferece o potencial de ser dissolvido na corrente sanguínea depois de não ser mais necessário.

p O sensor de prova de princípio foi conectado a um fio-guia no teste in vitro, mas Yeo e seus colegas agora estão trabalhando em uma versão sem fio que poderia ser implantada em um modelo animal vivo. Enquanto os sensores implantáveis ​​estão sendo usados ​​clinicamente para monitorar os vasos sanguíneos abdominais, a aplicação no cérebro cria desafios significativos.

p "O sensor deve ser completamente comprimido para a colocação, portanto, deve ser capaz de esticar 300 ou 400 por cento, "disse Yeo." A estrutura do sensor tem que ser capaz de suportar esse tipo de manuseio, sendo adaptável e dobrada para caber dentro do vaso sanguíneo. "