Músculos artificiais restauram capacidade de piscar

Músculos elétricos

Cirurgiões da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, utilizaram músculos artificiais para restaurar a capacidade de piscar em pacientes com paralisia facial.

A pesquisa poderá beneficiar milhares de pessoas que já não são capazes de fechar as suas pálpebras devido a acidentes vasculares cerebrais, lesões nervosas ou cirurgias faciais.

A nova técnica, que utiliza uma combinação de eletrodos de carbono e polímeros à base de silicone, poderá ser usada para desenvolver músculos sintéticos para controlar outras partes do corpo. A pesquisa foi descrita em um artigo publicado na revista médica Archives of Facial Plastic Surgery.

"Esta é a primeira vez que se utiliza músculos artificiais em um sistema biológico", afirma Travis Tollefson, que é cirurgião plástico. "Mas há muitas ideias e conceitos onde essa tecnologia poderá desempenhar um papel importante."

Recuperação de movimentos faciais

O objetivo do estudo de Tollefson e seu colega Craig Senders é desenvolver o protocolo e o dispositivo para a implantação em humanos de músculos artificiais eletroativos (EPAM: Electroactive polymer artificial Muscle), executando um procedimento que restabeleça de forma duradoura o piscar dos olhos, tanto para proteger o olho quanto para melhorar a aparência física.

Os músculos artificias EPAM representam uma tecnologia emergente com potencial para ser utilizada na reabilitação de pacientes com paralisia facial. Os polímeros eletroativos funcionam como os músculos humanos, expandindo e contraindo dependendo da tensão elétrica que é aplicada sobre eles.

Para as pessoas com outros tipos de paralisia, a utilização de músculos artificiais poderá significar um dia a possibilidade da recuperação da capacidade de sorrir ou de controlar a incontinência urinária, por exemplo.

A reanimação de rostos é um primeiro passo natural no desenvolvimento dos músculos sintéticos para o controle de outras partes do corpo, segundo o pesquisador Craig Senders. "Os músculos faciais necessitam de relativamente pouca força, muito menos do que a necessária para mover os dedos ou flexionar um braço," justifica Senders

A importância de piscar

Piscar é uma parte essencial na manutenção de um olho saudável. A pálpebra mantém limpa a superfície do olho e espalha as lágrimas sobre a córnea. Sem esta lubrificação, o olho sofre um sério risco de desenvolver úlceras corneanas que podem eventualmente levar à cegueira.

Piscar o olho é um ato involuntário e controlado por um nervo craniano. Na maioria dos pacientes com paralisia permanente na pálpebra, esse nervo foi danificado durante um acidente, um ataque cardíaco ou uma cirurgia de remoção de tumor facial.

Muitos deles não têm outros nervos funcionais nas proximidades que possam ser redirecionados para fechar a pálpebra. Outros pacientes nasceram com a síndrome de Mobius, caracterizada por subdesenvolvimento dos nervos faciais - esses pacientes não têm qualquer expressão e não podem piscar os olhos e nem mesmo sorrir.

Tratamentos da paralisia da pálpebra

A paralisia da pálpebra é atualmente tratada de dois modos. Um deles consiste na transferência de um músculo da perna para o rosto. Contudo, esta opção requer de seis a 10 horas de cirurgia, cria uma segunda cicatriz e por isso não é um método recomendado para pessoas idosas ou para doentes frágeis.

A outra alternativa envolve a sutura de um pequeno peso de ouro no interior da pálpebra. O peso fecha o olho com a ajuda da gravidade.

Apesar de ser um tratamento bem-sucedido em mais de 90 por cento dos pacientes, o piscar resultante é mais lento do que o normal e não pode ser sincronizado com o outro olho. Alguns pacientes também têm dificuldade em manter a pálpebra fechada quando se deitam para dormir. Nos Estados Unidos, estima-se entre 3 mil e 5 mil o número de pacientes que são submetidos a esta cirurgia por ano.

Estilingue elétrico

Agora, Senders e Tollefson utilizaram um método alternativo inovador para a reabilitação do piscar de olhos na paralisia facial permanente. Eles usaram um "cabo de reboque", uma espécie de estilingue, para tracionar a pálpebra.

Os cirurgiões inseriram o estilingue feito de músculo facial ou de tecido implantável ao redor do olho. Pequenos parafusos de titânio prendem o mecanismo muscular nos pequenos ossos ao redor dos olhos.

O estilingue foi conectado a um músculo artificial, por sua vez ligado a uma bateria. Tanto o músculo artificial quanto a bateria foram inseridos na fossa, uma cavidade natural na têmpora, o que disfarça sua presença.

Senders e Tollefson verificaram que a força necessária para fechar e abrir o olho pode ser feita com folga pelo músculo artificial eletroativo.

Por meio de um controle eletrônico, será possível criar piscadas artificiais em perfeita sincronia com o outro olho. Um sistema similar poderá, no futuro, dar às crianças que nascem com síndrome de Mobius a capacidade de sorrir.

Como são feitos os músculos artificiais

Os músculos artificiais usados pelos pesquisadores foram desenvolvidos por engenheiros da SRI Internacional, de Palo Alto, Califórnia, na década de 1990.

Em seu interior há um pedaço de acrílico flexível ou silicone, dispostos em camadas com uma espécie de grafite. Quando uma corrente elétrica é aplicada, as atrações eletrostáticas fazem com que as camadas externas tendam a se juntar, comprimindo o centro macio. Esse movimento expande o músculo artificial.

O músculo se contrai quando a eletricidade é interrompida, achatando o formato do estilingue, fazendo o olho piscar. Quando a eletricidade é reativada, o músculo relaxa e o centro macio volta para sua forma original.

"A intensidade da força e do movimento que o músculo artificial gera é muito parecida com a do músculo natural," disse Tollefson. Uma bateria implantada, parecida com as utilizadas em implantes cocleares, é suficiente para acionar o músculo artificial.

Nos pacientes que têm uma pálpebra normal, um sensor ao redor da pálpebra normal poderá detectar o impulso natural de piscar e acionar o músculo artificial ao mesmo tempo. Entre os pacientes sem nenhum controle das pálpebras, um marcapassos eletrônico semelhante aos usados para regular os batimentos cardíacos poderá fazer os olhos piscarem em um ritmo constante, podendo ser desligado por uma chave magnética.

Os pesquisadores agora estão aprimorando a técnica em cadáveres e em animais. Eles estimam que a tecnologia estará disponível para os pacientes nos próximos cinco anos.


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