Novo material consegue reconectar nervos cortados

Pedaços minúsculos do material usados pela equipe para os primeiros testes em cobaias, que foram ativados por um campo elétrico externo.
[Imagem: Joshua C. Chen et al. - 10.1038/s41563-023-01680-4]

Material para emendar nervos

Há muito tempo se reconhece o potencial terapêutico do uso de magnetoelétricos, materiais que podem transformar campos magnéticos em campos elétricos, para estimular o tecido neural de uma forma minimamente invasiva e ajudar a tratar distúrbios neurológicos ou danos nos nervos por doença ou acidente.

O problema, porém, é que os neurônios têm dificuldade em responder à forma e à frequência do sinal elétrico gerado por esses materiais sintéticos, que não "vibram" na mesma frequência dos sinais neurobiológicos.

Agora, Joshua Chen e colegas da Universidade Rice (EUA) conseguiram desenvolver um material magnetoelétrico que não apenas resolve os dois problemas (forma de onda e frequência), como também realiza a conversão magnético-elétrica 120 vezes mais rápido que os materiais desse tipo conhecidos até agora.

"Nós nos perguntamos: 'Podemos criar um material que possa ser como uma poeira, ou que seja tão pequeno que, colocando apenas uma pitada dele dentro do corpo, você seria capaz de estimular o cérebro ou o sistema nervoso?'," contou Chen. "Com essa questão em mente, pensamos que os materiais magnetoelétricos eram candidatos ideais para uso em neuroestimulação. Eles respondem a campos magnéticos, que penetram facilmente no corpo, e os convertem em campos elétricos, uma linguagem que nosso sistema nervoso já usa para transmitir informações."

Deu certo, e os primeiros testes comprovaram que o material pode ser usado para estimular neurônios remotamente com precisão. A equipe foi além, e conseguiu utilizá-lo para preencher uma lacuna em um nervo ciático interrompido em uma cobaia.

O material consegue gerar os sinais elétricos no formato de onda que os nervos entendem.
[Imagem: Josh Chen/Rice University]

Neurotecnologia

As qualidades e o desempenho do material podem ter um impacto profundo nos tratamentos de neuroestimulação, tornando os procedimentos significativamente menos invasivos. Em vez de implantar um dispositivo de neuroestimulação, pequenas quantidades do material poderiam simplesmente ser injetadas no local desejado. Além disso, dada a gama de aplicações da magnetoelétrica na computação, detecção, eletrônica e outros campos, a pesquisa fornece uma estrutura para o projeto de materiais avançados com múltiplas aplicações.

"Podemos usar este metamaterial para preencher a lacuna em um nervo interrompido e restaurar velocidades rápidas de sinal elétrico," disse Chen. "No geral, fomos capazes de projetar racionalmente um novo metamaterial que supera muitos desafios na neurotecnologia. E o mais importante, esta estrutura para projeto de materiais avançados pode ser aplicada a outras aplicações, como detecção e memória em eletrônica."