Inspiração na borboleta para impedir a perda da visão

Inspiração na borboleta para impedir a perda da visão

Pesquisadores criam dispositivo capaz de monitorar a pressão interna do olho, procedimento para o controle do glaucoma, principal causa de perda de visão irreversível e evitável no mundo. O sensor, testado em coelhos, tem inspiração nas asas de uma borboleta

» VICTOR CORREIA*
postado em 14/05/2018 00:00




Uma doença silenciosa está entre as maiores responsáveis pelos casos de cegueira no mundo. O glaucoma surge quando a pressão no interior do olho é muito alta, causando danos ao nervo ótico progressivamente. Ao longo do tempo, se não houver acompanhamento, a pessoa perde a visão periférica e, se a doença não for controlada, pode até ficar totalmente cega. Quem sofre com o glaucoma deve monitorar a pressão do olho periodicamente, o que é feito em um consultório oftalmológico algumas vezes ao ano. Para aumentar o controle do paciente sobre o tratamento, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia, o Caltech, criaram um implante intraocular que permite que a pressão seja checada a qualquer momento e em qualquer lugar.

O dispositivo, desenvolvido pela equipe liderada pelo cientista Hyuck Choo, tem o tamanho de um grão de gergelim e o formato de um tambor. Uma membrana se curva de acordo com a pressão intraocular, que pode ser medida a partir de um aparelho externo ; no futuro, um smartphone. Esse material foi inspirado nas asas da borboleta Chorinea faunus, que são completamente transparentes e antirreflexo, graças à sua nanoestrutura, reproduzida pelos pesquisadores no dispositivo.

O implante pode ajudar a evitar a perda de visão causada pela doença, uma vez que a pressão interna do olho varia muito ao longo do tempo, com altos e baixos. Se um aumento súbito for detectado prematuramente, o paciente com glaucoma já diagnosticado pode usar a medicação adequada para evitar que haja danos ao nervo óptico.

;Acredita-se que danos significativos ao nervo óptico são causados por picos noturnos e diurnos na pressão intraocular;, afirmou Radwanul Hasan Siddique, um dos autores do estudo, publicado recentemente na revista Nature Nanotechnology. ;Atualmente, as técnicas usadas para medi-la são indiretas e dependem de várias características biomecânicas do olho de um indivíduo. Acima de tudo, as medições são feitas poucas vezes no ano durante consultas clínicas.;

Uma versão anterior do dispositivo foi apresentada em 2017 na revista Advanced Healthcare Materials. Como no novo modelo, o sensor funciona ao refletir a luz emitida pelo aparelho de medição externo. A curva da membrana muda o comprimento de onda refletido de volta para o medidor, que obtém, então, um valor para a pressão do olho. Por ter cerca de um milímetro de diâmetro, o implante pode ser feito mediante procedimento simples.

Inspiração natural

Foram constatados, no entanto, alguns problemas com a primeira versão que a tornavam pouco prática para o uso: uma medição precisa só era obtida se o ângulo da luz em relação ao implante fosse de 90 graus, com uma margem de erro de apenas 5 graus. Qualquer desvio geraria um valor incorreto. Outra questão era a vida útil do implante, pois as células do corpo tendem a se agrupar na membrana e reduzir a sua precisão ao longo do tempo.

;O Radwanul estudou em seu Ph.D. uma espécie de borboleta transparente chamada Greta oto e descobriu que as nanoestruturas das suas asas poderiam resolver nossos problemas. Porém, essa espécie, em particular, não serviria para nossos propósitos, e nós coletamos e estudamos outras;, disse Vinayak Narasimhan, um dos pesquisadores que participaram da experiência. ;Nós fomos os primeiros a caracterizar a transparência e as propriedades ópticas da borboleta Chorinea faunus.;

As asas da Chorinea possuem estruturas que lembram pilares, com apenas 100 nanômetros de diâmetro ; entre 50 e 100 vezes menores do que um fio de cabelo. Elas são arranjadas de forma aleatória sobre a superfície e fazem com que essas membranas sejam completamente transparentes e antirreflexo.

;São como as lentes antirreflexo de óculos, mas essas dependem do ângulo que a luz bate para funcionarem;, disse Jarbas Caiado de Castro Neto, professor do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica, do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo. ;Já a borboleta é transparente, independentemente do ângulo. Em qualquer lugar que esteja um predador, mesmo se ela bater as asas, ela é transparente;, destacou.

Outra vantagem dessa formação é que as células do corpo e até bactérias não conseguem aderir a ela, o que diminui as chances de infecção e aumenta a vida útil do sensor. Por isso, os pesquisadores copiaram a nanoestrutura e substituíram a membrana do sensor antigo. Em testes com coelhos, a nova versão se mostrou mais precisa e permite leitura correta independentemente da posição em que se segura o medidor, algo essencial para o uso clínico.

;O glaucoma é principalmente causado pela perda progressiva do nervo ótico. Ele não tem um único fator, mas o que nós tratamos e acompanhamos é a pressão interna do olho;, afirmou Marcos Ferraz, oftalmologista da clínica Oftalmed e especialista na doença. ;Existem vários dispositivos para fazer a medição fora das clínicas em estudo, mas, atualmente, ela é feita no consultório. Há lentes de contato, mas são muito incômodas, e o paciente precisa carregar um dispositivo externo. Há também um outro aparelho que faz a medição em casa;, enumerou o médico.

Porém, segundo Ferraz, todos esses métodos de monitoramento conferem a pressão de forma indireta, pela deformação da córnea do paciente. ;Um aparelho como esse implante, que mede diretamente a pressão interna, é, com certeza, muito interessante;, opinou.

Até que o implante chegue realmente aos pacientes, há um longo caminho a percorrer. Na avaliação de Castro Neto, existe ainda um desafio técnico a ser vencido. ;O problema é o equipamento de medição. O utilizado agora é um equipamento de laboratório, de pesquisa. Para fazer o que os autores querem, que é colocá-lo em um smartphone, acho que ainda demora;, estimou. ;Atualmente, estamos no processo de fazer estudos de longo prazo dos nossos sensores em animais. E também de tentar deixar o processo de monitoramento ainda mais fácil. Acreditamos que, com sorte, essa tecnologia chegará aos pacientes com glaucoma dentro de 3 a 5 anos;, previu Radwanul.

* Estagiário sob a supervisão de Ana Paula Macedo


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