Se o seu coração bate irregularmente, aqui está uma tatuagem de grafeno que pode controlar os batimentos cardíacos, ainda melhor do que um marca-passo.
Você gostaria de fazer uma tatuagem no coração – e por coração, não queremos dizer a pele do peito, mas diretamente na superfície do coração? Não temos certeza sobre os tatuadores, mas os cientistas da Universidade do Texas em Austin (UT) e da Northwestern University (NU) podem realizar esse desejo. Também não é pelo bem da arte. Esta tatuagem de coração pode desempenhar um papel muito importante.
A equipe de pesquisadores criou uma tatuagem de grafeno única que é colocada diretamente na superfície do coração. Essa tatuagem mantém seu batimento cardíaco sob controle e também é o implante cardíaco mais fino do mundo . Então, basicamente, você faz uma tatuagem que também funciona como um marca-passo – um grande negócio, certo?
Segundo os pesquisadores, a cada ano cerca de 300.000 pessoas morrem nos EUA por problemas de saúde ligados à arritmia cardíaca , uma condição médica na qual o coração de um paciente bate irregularmente devido a anomalias no sistema elétrico do coração. Os médicos implantam marca-passos ou desfibriladores em pacientes com arritmia cardíaca para controlar os batimentos cardíacos. No entanto, esses dispositivos rígidos geralmente acabam danificando os tecidos moles do coração, levando a infecções, coágulos, hematomas e muitas outras complicações. A tatuagem de grafeno macio recém-desenvolvida pode resolver esse problema.
“Um dos desafios dos marcapassos e desfibriladores atuais é que eles são difíceis de fixar na superfície do coração. Os eletrodos do desfibrilador, por exemplo, são essencialmente bobinas feitas de fios muito grossos. Esses fios não são flexíveis e quebram. Interfaces rígidas com tecidos moles, como o coração, podem causar várias complicações. Por outro lado, nosso dispositivo macio e flexível não é apenas discreto, mas também se adapta intimamente e perfeitamente ao coração para fornecer medições mais precisas”, disse Igor Efimov, autor sênior do estudo e professor de medicina na NU.
As tatuagens de grafeno são biocompatíveis
Os pesquisadores perceberam os vários riscos à saúde associados aos marca-passos e desfibriladores convencionais e decidiram criar um implante cardíaco mais macio, flexível, leve e seguro do que as soluções existentes.
Embora os cientistas da UT tenham desenvolvido tatuagens eletrônicas para monitorar a atividade cardíaca, cerebral e muscular no passado, isso é diferente. Essas tatuagens só podem ser aplicadas na pele e, portanto, sua ação se limita a fornecer dados.
Os autores do estudo queriam algo que pudesse medir e estimular a atividade elétrica do coração. Para isso, eles precisavam colocar uma tatuagem diretamente na superfície do coração. Então eles começaram a procurar um material condutor adequado que pudesse ser implantado com segurança no coração.
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Depois de realizar vários testes com diferentes tipos de material, eles encontraram o grafeno como a opção mais adequada. Feito de carbono puro, é um material macio, leve e ultrafino, 200 vezes mais durável que o aço. O grafeno já é usado em circuitos, telas sensíveis ao toque e várias outras aplicações eletrônicas devido à sua alta condutividade.
Além disso, é opticamente transparente, o que significa que, usando uma tatuagem de grafeno , os cientistas podem rastrear com precisão as alterações nas células do coração que estão causando anomalias nos batimentos cardíacos e, em seguida, aplicar estímulos elétricos conforme necessário.
Efimov disse : “Por razões de biocompatibilidade, o grafeno é particularmente atraente, o carbono é a base da vida, por isso é um material seguro que já é usado em diferentes aplicações clínicas. Também é flexível e macio, que funciona bem como uma interface entre a eletrônica e um órgão macio e mecanicamente ativo. Ele acrescentou ainda: “Podemos essencialmente combinar funções elétricas e ópticas em uma interface biológica porque o grafeno é opticamente transparente, podemos realmente lê-lo, o que nos dá uma densidade muito maior de leitura”.
Mas como uma tatuagem de grafeno corrige o ritmo cardíaco?
O próximo passo foi criar uma tatuagem de grafeno, colocá-la no coração e verificar se realmente funcionava como esperado. Para fazer a tatuagem, os pesquisadores primeiro colocaram um pedaço de eletrodo de grafeno dentro de uma fina membrana de silicone e depois a cobriram com fita dourada de 10 mícrons de espessura. Esse arranjo levou ao nascimento de um remendo de tatuagem (100 mícrons de espessura) que era mais fino que um fio de cabelo, mas parecia uma tatuagem temporária usada por crianças.
Se você se aprofundar nos componentes da tatuagem , notará que a membrana de silicone dentro da tatuagem tem um pequeno orifício que permite estabelecer contato direto com o eletrodo de grafeno, e sua fita dourada na verdade funciona como uma linha de conexão entre o grafeno e um circuito externo que monitora e estimula a atividade elétrica do coração. Essa configuração interconectada permite que o implante funcione sem problemas.
Os pesquisadores testaram este implante de tatuagem em ratos vivos e corações de camundongos por 60 dias. Durante os testes, as tatuagens eletrônicas de grafeno (GETs) alcançaram com sucesso a atuação cardíaca em camundongos e até trataram arritmias cardíacas em ratos.
Os autores do estudo observaram : “Esta é a primeira vez que eletrodos de grafeno foram usados para tratar com sucesso um distúrbio do ritmo cardíaco com risco de vida”. Eles acrescentaram ainda: “Os resultados dos estudos de eletrofisiologia, mapeamento óptico e optogenética indicam que os eletrodos GET leves e transparentes permitem uma interface perfeita com o tecido cardíaco, mas transmissão de luz eficiente para gravação optoeletrônica precisa e simultânea e atuação de atividades bioelétricas cardíacas”.
Até agora, os GETs só foram testados em corações de animais e mais pesquisas são necessárias para confirmar sua eficácia como implantes cardíacos em humanos. Esperançosamente, em estudos futuros, os cientistas melhorarão muito esse trabalho de prova de conceito e os pacientes com arritmia cardíaca finalmente terão uma opção de implante muito mais segura e melhor.
O estudo foi publicado na revista Advanced Materials
