Você deveria correr para o banheiro agora? Ou você pode segurar até chegar em casa? Um novo implante e um aplicativo de smartphone associado podem algum dia eliminar as suposições da equação.

Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um novo implante macio, flexível e sem bateria que se fixa à parede da bexiga para detectar o enchimento. Então, sem fio -; e simultaneamente -; transmite dados para um aplicativo de smartphone, para que os usuários possam monitorar a plenitude da bexiga em tempo real.

O estudo será publicado na próxima semana no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências (PNAS). Ele marca o primeiro exemplo de sensor bioeletrônico que permite o monitoramento contínuo da função da bexiga por um período prolongado.

Embora este novo dispositivo seja desnecessário para a pessoa média, pode ser uma mudança de jogo para pessoas com paralisia, espinha bífida, cancro da bexiga ou doença da bexiga em fase terminal -; onde a função da bexiga é frequentemente comprometida e pode ser necessária uma cirurgia de reconstrução da bexiga. O sistema de sensores também pode permitir que os médicos monitorem seus pacientes remotamente e continuamente para ficarem mais informados -; e mais rápido -; decisões de tratamento.

“Se os nervos da bexiga são danificados por uma cirurgia ou por uma doença como a espinha bífida, o paciente muitas vezes perde a sensibilidade e não percebe que sua bexiga está cheia”, disse Guillermo A. Ameer, da Northwestern, que co-liderou o trabalho. “Para esvaziar a bexiga, muitas vezes é necessário usar cateteres, que são desconfortáveis ​​e podem causar infecções dolorosas. Queremos eliminar o uso de cateteres e contornar os procedimentos atuais de monitoramento da função da bexiga, que são altamente invasivos, muito desagradáveis ​​e devem ser realizados em ambiente hospitalar ou clínico.”

Especialista em engenharia regenerativa, Ameer é professor Daniel Hale Williams de Engenharia Biomédica na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern e professor de cirurgia na Escola de Medicina Feinberg da Northwestern University. Ele também dirige o Centro de Engenharia Regenerativa Avançada e o Programa de Treinamento em Engenharia Regenerativa pré-doutorado, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde.

Ameer co-liderou o estudo com John A. Rogers e Arun Sharma da Northwestern. Pioneiro da bioeletrônica, Rogers é professor Louis Simpson e Kimberly Querrey de Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurológica na McCormick e Feinberg. Ele também dirige o Instituto Querrey Simpson de Bioeletrônica. Sharma é professor associado pesquisador de urologia na Feinberg e de engenharia biomédica na McCormick. Ele também é diretor de medicina regenerativa urológica pediátrica no Instituto de Pesquisa Infantil Stanley Manne do Hospital Infantil Ann & Robert H. Lurie de Chicago. 

Como funciona e resultados iniciais

Devido a problemas nos nervos, no cérebro ou na medula espinhal, milhões de americanos sofrem de bexiga disfuncional. Esses problemas podem surgir de defeitos congênitos como espinha bífida -; onde uma pessoa nasce com a coluna danificada -; ou lesões traumáticas sofridas em qualquer momento da vida. Quando não tratada, a disfunção grave da bexiga pode causar infecções rotineiras e problemas de micção, levando eventualmente a danos nos rins, que afetam todo o corpo. Permitir que os médicos monitorizem remotamente os seus pacientes poderia permitir intervenções mais rápidas.

Para monitorar a bexiga, o novo dispositivo compreende vários sensores, que trabalham juntos para medir um parâmetro simples: a tensão. À medida que a bexiga enche, ela se expande. Quanto mais cheia a bexiga fica, mais ela se estica. Esse alongamento puxa o dispositivo semelhante a um elástico para sinalizar a tensão. Da mesma forma, quando a bexiga esvazia, ela se contrai, o que alivia a tensão. À medida que os sensores detectam vários níveis de tensão, o dispositivo utiliza tecnologia Bluetooth incorporada para transmitir esta informação para um smartphone ou tablet.

O principal avanço aqui está no desenvolvimento de extensômetros supermacios, ultrafinos e extensíveis que podem envolver suavemente a superfície externa da bexiga, sem impor quaisquer restrições mecânicas aos comportamentos naturais de enchimento e micção.”

John A. Rogers, Universidade Northwestern

Em estudos com pequenos animais, o sistema forneceu com sucesso medições em tempo real do enchimento e esvaziamento da bexiga durante 30 dias. Então, num estudo utilizando primatas não humanos, o sistema forneceu informações com sucesso durante oito semanas. Os pesquisadores também demonstraram que os sensores são sensíveis o suficiente para detectar tensão em volumes muito baixos de urina.

“Este trabalho é o primeiro desse tipo dimensionado para uso humano”, disse Ameer. “Demonstramos a função potencial da tecnologia a longo prazo. Dependendo do caso de uso, podemos projetar a tecnologia para residir permanentemente dentro do corpo ou para se dissolver sem causar danos após a recuperação completa do paciente.”

Regeneração da bexiga e restauração da função

Embora a nova tecnologia seja útil por si só, Ameer a vê como um componente de um sistema totalmente integrado para restauração da função da bexiga. 

No mês passado, Ameer e Sharma lançaram um “adesivo para bexiga” sintético, biodegradável e flexível, que foi publicado no PNAS Nexus. Semeado com células-tronco do próprio paciente, o “adesivo” à base de citrato -; referido como andaime pró-regenerativo (PRS) -; permite ao cirurgião reconstruir ou reconstruir a bexiga sem a necessidade de colher tecido intestinal, o padrão clínico atual para esta cirurgia. O “remendo”, que se expande e contrai com o tecido nativo da bexiga, apoia a migração e o crescimento das células da bexiga. Em seguida, ele se dissolve lentamente, deixando para trás novo tecido da bexiga. Os pesquisadores demonstraram que o novo tecido permaneceu funcional durante os dois anos de estudo. 

“Estamos trabalhando para integrar nossa tecnologia de regeneração da bexiga com esta nova tecnologia de monitoramento sem fio da bexiga para restaurar a função da bexiga e monitorar o processo de recuperação após a cirurgia”, disse Ameer. “Este trabalho aproxima-nos da realidade dos sistemas regenerativos inteligentes, que são dispositivos pró-regenerativos implantáveis, capazes de sondar o seu microambiente, reportando sem fios essas descobertas fora do corpo (ao paciente, cuidador ou fabricante) e permitindo, sob demanda ou programadas, respostas para mudar o rumo e melhorar o desempenho ou a segurança do dispositivo.”

“Esta tecnologia representa um avanço significativo, uma vez que atualmente não existem outras abordagens baseadas na engenharia de tecidos disponíveis para estes pacientes”, disse Sharma. “Estou confiante de que isso ajudará a melhorar a qualidade de vida de muitos pacientes que agora poderão evitar o uso de tecidos intestinais e suas inúmeras complicações”.

Próximo: Urinar sob demanda

Ameer continua a trabalhar com Rogers e Sharma para construir novas funcionalidades no sistema. Atualmente, eles estão explorando maneiras pelas quais o implante poderia estimular a bexiga para induzir a micção quando solicitado.

“Além de monitorar o preenchimento, o aplicativo poderá enviar avisos ao paciente e depois direcioná-lo para locais de banheiros mais próximos”, disse Ameer. “Além disso, um dia, os pacientes poderão acionar a micção, sob demanda, por meio de seus smartphones.”

Ameer, Sharma e Rogers são membros do Instituto Simpson Querrey de BioNanotecnologia. Ameer e Rogers também são membros do Instituto de Processos de Química da Vida e do Instituto Internacional de Nanotecnologia; e Rogers é membro do Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center da Northwestern University.

O estudo, “Um sistema bioeletrônico implantável e sem fio para monitorar a função da bexiga urinária após recuperação cirúrgica”, foi apoiado pelo Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais e pelo Instituto Nacional de Imagens Biomédicas e Bioengenharia.

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• Fonte: https://www.news-medical.net/news/20240326/New-battery-free-implant-allows-users-to-monitor-their-bladder-fullness-in-real-time.aspx