Tecnologia

cérebro: Engenheiros conectam cérebros a computadores usando implantes impressos em 3D


Ligando o humano cérebro para um computador normalmente só é visto na ficção científica, mas agora uma equipe internacional de engenheiros e neurocientistas de três importantes universidades globais aproveitaram o poder do impressao 3D para trazer a tecnologia um passo mais perto da realidade.

Em um novo estude publicado na Nature Biomedical Engineering, uma equipe conjunta da University of Sheffield do Reino Unido, da St Petersburg State University da Rússia e da Technische Universitat Dresden da Alemanha desenvolveram um protótipo de implante neural que pode ser usado para desenvolver tratamentos para problemas no sistema nervoso.

De acordo com a equipe de pesquisa, liderada pelo Professor Ivan Minev (Departamento de Controle Automático e Engenharia de Sistemas, Sheffield) e pelo Professor Pavel Musienko (Universidade Estadual de São Petersburgo), o implante neural tem sido usado para estimular a medula espinhal de modelos animais com medula espinhal lesões e agora pode ser usado para desenvolver novos tratamentos para pacientes humanos com paralisia.

A tecnologia de prova de conceito mostrou no estudo que também se adapta bem à superfície do cérebro, medula espinhal, nervos periféricos e músculos, abrindo possibilidades em outras condições neurológicas.

Ligar o cérebro humano a um computador por meio de uma interface neural é uma ambição de muitos pesquisadores em todo o mundo da ciência, tecnologia e medicina, com histórias recentes na mídia destacando os esforços para desenvolver a tecnologia.

No entanto, a inovação no campo é prejudicada pelos enormes custos e pelo longo tempo de desenvolvimento que leva para produzir protótipos – que são necessários para explorar novos tratamentos.

A tecnologia promete grande potencial para trazer novos tratamentos médicos para lesões do sistema nervoso baseados na fusão da biologia com a eletrônica.

A visão depende de implantes que podem sentir e fornecer minúsculos impulsos elétricos no cérebro e no sistema nervoso.

A equipe mostrou como a impressão 3D pode ser usada para fazer protótipos de implantes de forma muito mais rápida e econômica, a fim de acelerar a pesquisa e o desenvolvimento na área. Os implantes podem ser facilmente adaptados para áreas específicas ou problemas do sistema nervoso.

Usando a nova técnica, um neurocientista pode solicitar um projeto que a equipe de engenharia pode transformar em um modelo de computador que fornece instruções para a impressora.

A impressora então aplica uma paleta de materiais biocompatíveis e mecanicamente macios para realizar o design. O implante pode ser corrigido rapidamente se alterações forem necessárias, proporcionando aos neurocientistas uma maneira mais rápida e barata de testar suas ideias para possíveis tratamentos.


Ivan Minev, professor de Intelligent Healthcare Technologies do Departamento de Controle Automático e Engenharia de Sistemas da University of Sheffield, disse: “A pesquisa que iniciamos na TU Dresden e continuamos aqui em Sheffield demonstrou como a impressão 3D pode ser aproveitada para produzir protótipos de implantes em uma velocidade e custo que não foram feitos antes, tudo isso mantendo os padrões necessários para desenvolver um dispositivo útil.

“O poder da impressão 3D significa que os implantes de protótipo podem ser rapidamente alterados e reproduzidos novamente conforme necessário para ajudar a impulsionar a pesquisa e inovação em interfaces neurais”, disse Minev.

Os pesquisadores mostraram que as impressoras 3D podem produzir implantes que podem se comunicar com cérebros e nervos. Seguindo esse trabalho inicial, a equipe visa demonstrar como os dispositivos são robustos quando implantados por longos períodos de tempo.

A ambição da equipe, porém, é ir à clínica e abrir as possibilidades da medicina personalizada aos neurocirurgiões.

Minev acrescentou: “Os pacientes têm anatomias diferentes e o implante deve ser adaptado a isso e às suas necessidades clínicas particulares. Talvez no futuro, o implante seja impresso diretamente na sala de cirurgia enquanto o paciente está sendo preparado para a cirurgia.”



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