Russos criam pele sintética a partir de sensores remotos

Pesquisadores da Universidade Nacional de Pesquisa em Tecnologia Eletrônica (MIET) e Sechenov First Moscow State Medical University desenvolveram sensores sensíveis feitos de material biocompatível que podem ser usados ​​para criar “pele eletrônica” e potencialmente eliminar a necessidade de procedimentos invasivos de biópsia, de acordo com o autores.

Como se sabe, a pele é o maior órgão do corpo humano e é capaz de perceber e responder a estímulos ambientais complexos. Especialistas revelaram que cientistas de todo o mundo estão trabalhando para criar uma “pele eletrônica” que imita o sistema sensorial humano.

Segundo os pesquisadores, a pele eletrônica pode ser usada para desenvolver próteses de última geração, medicina personalizada, robótica leve, inteligência artificial e interfaces homem-máquina (como monitores, bem como tecnologias fotovoltaicas e de transistores). Também pode ser aplicada a sistemas de monitoramento vestíveis, gerenciamento de saúde, ciência biomédica e medicina regenerativa (por exemplo, para monitorar o movimento de várias partes do corpo, como membros, articulações, tórax e deformação do tecido muscular na terapia pós-operatória, etc. ).

No desenvolvimento da pele eletrônica, os especialistas buscam replicar com precisão as funções do sistema sensorial humano, com os receptores mecânicos mais sensíveis localizados nas pontas da língua e dos dedos humanos, também conhecidos como receptores táteis. A sensibilidade desses receptores varia de 20 a 50 Pascal (Pa) de pressão.

Segundo a universidade, existem inúmeros sensores de pressão para robótica em todo o mundo com sensibilidades até 10 Pa. No entanto, estes sensores apresentam baixos níveis de compatibilidade biológica e gamas de funcionamento que não permitem a sua utilização em contextos médicos.

Cientistas do Instituto de Sistemas Biomédicos da Universidade Nacional de Pesquisa em Tecnologia Eletrônica (MIET) e do Instituto de Tecnologias Biônicas e Engenharia da Universidade Sechenov desenvolveram dois grupos de sensores de deformação sensíveis: sensores táteis e elásticos. Os resultados de suas pesquisas foram publicados na revista Micromachines.

Segundo os pesquisadores, os sensores diferem dos análogos conhecidos por serem criados com base em materiais biológicos ou biocompatíveis, podendo ser facilmente aplicados ou removidos. Eles permitem o registro de alta precisão de várias deformações e formas de superfície, como alongamento, dobra, convexidade e concavidade, expandindo assim suas capacidades de diagnóstico.

“O elemento sensível do sensor de deformação desenvolvido é um filme com menos de um mícron de espessura feito de um nanomaterial composto contendo seroalbumina bovina ou celulose microcristalina ou polidimetilsiloxano e um pequeno aditivo (menos de 1%) de nanotubos de carbono”, disse Levan Ichkitidze, professor associado do Instituto de Sistemas Biomédicos do MIET.

Ele acrescentou que o tratamento a laser melhora significativamente as propriedades mecânicas e elétricas do filme.
Para sensores táteis, os pesquisadores alcançaram sensibilidades de 20 a 60 Pa e um sistema inteligente de reconhecimento de gestos com precisão de cerca de 94%, segundo os especialistas.

“Esses sensores podem ser usados ​​em cirurgia minimamente invasiva, como garantir nós durante procedimentos laparoscópicos, controle preciso de instrumentos de corte, coleta de dados táteis no ponto de contato com instrumentos cirúrgicos, cirurgia telerobótica ou diagnósticos”, explicou Ichkitidze.

Os autores afirmam que os sensores, quando utilizados em um novo tipo de endoscópio, permitirão evitar procedimentos invasivos de biópsia (retirada de células ou tecidos do corpo para fins de diagnóstico). Essa função será executada pelo sensor tátil na forma de uma matriz composta por vários elementos sensíveis. Os cientistas estão confiantes de que tal instrumento será muito procurado no campo da medicina, especialmente na oncologia.