Implante para coluna monitora cicatrização e transmite dados sem fios

O implante espinhal autossuficiente foi construído com materiais artificiais projetados para funções específicas, mais conhecidos como metamateriais.
[Imagem: Thomas Altany/University of Pittsburgh]

Implante para a coluna

Uma colaboração inusitada, entre pesquisadores de engenharia civil e de neurocirurgia, está desenvolvendo o primeiro implante espinhal autoalimentado do mundo, capaz de funcionar sem baterias e ainda transmitir dados em tempo real a partir do interior do corpo.

Esta inovação visa resolver um problema crítico na recuperação de cirurgias de fusão espinhal: A incapacidade de monitorar de forma contínua e sem radiação o processo de cicatrização. Atualmente, cerca de um milhão de pessoas por ano são submetidas a este procedimento, e a sua evolução é monitorada apenas através de raios X e pelos sintomas relatados pelo paciente, um método reativo e limitado às visitas ao médico.

A ideia agora consiste em adaptar para uso médico uma tecnologia originalmente criada para monitorar pontes e outras infraestruturas civis.

Jianzhe Luo e colegas da Universidade de Pittsburgh (EUA) desenvolveram uma "gaiola" intervertebral, feita de metamateriais inteligentes que, sem necessidade de baterias ou eletrônica, gera a sua própria energia através do movimento e pressão naturais da coluna.

Detalhes do implante sem fios e sem bateria - ele gera sua própria energia a partir do movimento do corpo.
[Imagem: Jianzhe Luo et al. - 10.1016/j.mattod.2024.12.018]

Roteador sem bateria

O implante funciona como um roteador em miniatura, transmitindo um sinal sem fios para um receptor externo. À medida que a vértebra cicatriza e a carga sobre o implante diminui, o sinal se altera, fornecendo uma informação direta sobre a consolidação óssea.

"Sem baterias, sem antenas, sem componentes eletrônicos in vivo - sem problemas!," disse o professor Amir Alavi. "Ao combinar o projeto de metamateriais com a coleta de nanoenergia, criamos implantes totalmente livres de baterias e componentes eletrônicos que se alimentam por meio de eletrização por contato. Eles se adaptam a cada paciente e transmitem sinais sem fio como um mini roteador dentro do corpo."

As potenciais aplicações do novo implante são transformadoras, permitindo que os médicos monitorem a recuperação dos pacientes remotamente e em tempo real, intervindo proativamente ao primeiro sinal de complicações. Além de tornar os cuidados de saúde mais conectados e seguros, a tecnologia poderá ser adaptada para outros implantes ortopédicos e, futuramente, até para fornecer estimulação elétrica que acelere a fusão óssea.