Dispositivos médicos robóticos inspirados em parasitas

A inspiração veio do escólex em forma de gancho da Taenia solium. Embaixo, uma visão ampliada do conjunto de ganchos retraídos e implantados.
[Imagem: Gabriel Maquignaz et al. - 10.1093/pnasnexus/pgae495]

Sem parasitismo

Buscando inspiração nos diversos órgãos de fixação que os animais parasitas usam para se fixar em sua presa, pesquisadores projetaram um mecanismo robótico em escala milimétrica para ancoragem em tecidos biológicos.

A intenção, claro, não é explorar um ser vivo, mas usar o mecanismo para aplicar fármacos e outras terapêuticas de modo mais controlado e de longo prazo.

A proposta de Gabriel Maquignaz e colegas da Universidade de Harvard (EUA) é desenvolver métodos para fixar dispositivos médicos de pequena escala no trato gastrointestinal e em outros tecidos moles do corpo. Esses dispositivos poderão ser projetados para detecção, coleta de amostras ou liberação prolongada de medicamentos.

Embora a evolução tenha produzido uma ampla gama de diferentes estruturas biomecânicas que podem se fixar a tecidos moles, os pesquisadores acreditam que a melhor opção está nos conjuntos de ganchos curvos empregados por algumas espécies de tênias e lampreias.

O dispositivo resultante, que é feito de aço inoxidável e filme de poliimida, tem uma série de ganchos curvos, que são automaticamente implantados quando uma força externa é aplicada à plataforma. O dispositivo foi produzido com técnicas de fabricação de laminados, nas quais as camadas são unidas com adesivo.

Fotos do mecanismo biomimético desenvolvido pelos pesquisadores.
[Imagem: Gabriel Maquignaz et al. - 10.1093/pnasnexus/pgae495]

Fabricação em larga escala

O pequeno aparelho pesa 44 mg e mede menos de 5 mm de diâmetro quando implantado. Isso é pequeno o suficiente para que ele seja usado em conjunto com cápsulas ingeríveis, também conhecidas como comprimidos robóticos.

Segundo os pesquisadores, seu dispositivo poderá ser usado em uma ampla gama de aplicações médicas, além de poder ser empregado para fixar sensores em animais para monitoramento ou para manipular, reparar ou fixar objetos em tecidos.

"Estes resultados demonstram a eficácia de projetos implantáveis inspirados em parasitas como uma alternativa ou complemento aos mecanismos existentes de fixação de tecidos. Também descrevemos o fluxo de trabalho do processo de projeto e fabricação e fornecemos dicas para dimensionar o projeto para produção em massa," concluiu a equipe.