No desenvolvimento de dispositivos biomédicos para interface com tecidos biológicos, reside o desafio de preencher a lacuna entre dispositivos eletrônicos rígidos e tecidos vivos moles. O laboratório do professor Bozhi Tian na Universidade de Chicago fez avanços significativos na integração da eletrônica com o corpo humano. A sua mais recente inovação envolve “bioeletrónica viva” –

No desenvolvimento de dispositivos biomédicos para interface com tecidos biológicos, reside o desafio de preencher a lacuna entre dispositivos eletrônicos rígidos e tecidos vivos moles.

O laboratório do professor Bozhi Tian na Universidade de Chicago fez avanços significativos na integração da eletrônica com o corpo humano. A sua mais recente inovação envolve “bioeletrónica viva” – uma fusão de células vivas, gel e componentes eletrónicos que se fundem perfeitamente com tecidos vivos.

Esses adesivos revolucionários, compostos por sensores, células bacterianas e uma mistura de amido e gelatina, demonstraram a capacidade de monitorar e aliviar continuamente sintomas semelhantes aos da psoríase em ratos, sem causar irritação na pele.

“Esta é uma ponte com a bioeletrônica tradicional, que incorpora células vivas como parte da terapia”, disse Jiuyun Shi, co-autor do artigo e ex-aluno de doutorado no laboratório de Tian (agora na Universidade de Stanford).

Integrar a eletrônica ao corpo humano sempre foi um desafio. Embora dispositivos como marca-passos tenham sido benéficos, eles geralmente apresentam limitações, como volume e irritação potencial.

Em seu último estudo, a equipe de Tian adotou uma abordagem inovadora ao explorar a integração de células vivas na bioeletrônica. Eles ficaram particularmente intrigados com as propriedades curativas de bactérias como S. epidermidis, que reside naturalmente na pele humana e demonstrou potencial para reduzir a inflamação.

O dispositivo resultante consiste em três componentes: um circuito eletrônico fino e flexível com sensores, um gel macio feito de amido de tapioca e gelatina que imita tecido e micróbios S. epidermidis incorporados. Quando colocadas na pele, as bactérias liberam compostos que reduzem a inflamação enquanto os sensores monitoram as condições da pele, como temperatura e umidade.

O dispositivo - circuitos, gel e carga de bactérias - pode ser liofilizado para armazenamento.
O dispositivo – circuitos, gel e carga de bactérias – pode ser liofilizado para armazenamento. Crédito: Jiuyun Shi e Bozhi Tian

Em testes com ratos propensos a doenças de pele semelhantes à psoríase, o dispositivo mostrou uma redução significativa dos sintomas, demonstrando o seu potencial para um tratamento eficaz e não invasivo.

A plataforma ABLE recentemente desenvolvida, também conhecida como Active Biointegrated Living Electronics, demonstrou resultados promissores durante os testes iniciais que duraram uma semana. Os pesquisadores acreditam que esta plataforma poderia ser potencialmente eficaz por meio ano ou mais. Para aumentar a conveniência, o dispositivo pode ser liofilizado para armazenamento e facilmente reidratado quando necessário, tornando o processo de tratamento mais acessível.

Como os efeitos curativos são facilitados por micróbios, a plataforma ABLE funciona como um medicamento vivo, eliminando a necessidade de recargas frequentes. Este benefício importante, destacado por Saehyun Kim, coautor do artigo e atual estudante de doutorado no laboratório de Tian, ​​ressalta o potencial da plataforma além do tratamento da psoríase. Também poderia facilitar a cicatrização mais rápida de feridas em pacientes com diabetes.

Os pesquisadores buscam ampliar o escopo da plataforma para abranger outros tipos de tecidos e células. Tian destacou a perspectiva de desenvolvimento de dispositivos para produção de insulina e interface neural, entre inúmeras outras aplicações potenciais.

A ambição de Tian de explorar este campo remonta a 15 anos, quando era pesquisador de pós-doutorado, onde se aventurou pela primeira vez no domínio dos “tecidos ciborgues”.

“Desde então, aprendemos muito sobre questões fundamentais, como a forma como as células interagem com os materiais e a química e física dos hidrogéis, o que nos permite dar esse salto,” ele disse. “Ver isso se tornar realidade foi maravilhoso.”

Referência do diário:

  1. Jiuyun Shi, Saehyun Kim, Pengju Li, Chuanwang Yang, Bryan Nam, Chi Han, Ethan Eig, Lewis L. Shi, Simiao Niu, Jiping Yue, Bozhi Tian. /ciência.adl1102
Atualizado em by Paco Nadal
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