Fibra ptica biodegradvel mede e controla eletricidade no corpo humano

Eletrnica

Com informações da Agência Fapesp – 01/09/2023

Fibra biocompatvel e biodegradvel

Sinais eltricos comandam um enorme conjunto de atividades no corpo humano, da troca de mensagens entre neurnios no crebro estimulao do msculo cardaco e aos impulsos que permitem movimentar mos e ps, para mencionar apenas alguns exemplos.

Tendo como horizonte de aplicao o monitoramento ou a modulao desses sinais, com finalidades mdicas, pesquisadores brasileiros e japoneses desenvolveram uma fibra ptica biocompatvel e biodegradvel.

“Dispositivos biocompatveis so imprescindveis quando se utilizam fibras pticas para aplicaes mdicas, como monitoramento de parmetros vitais, fototerapia ou optogentica [estudo e controle da atividade de clulas especficas por meio de tcnicas que combinam ptica, gentica e bioengenharia], entre outras. Alm disso, fibras pticas feitas com materiais biodegradveis so alternativas s tecnologias disponveis para telecomunicaes, que empregam fibras de vidro ou plstico,” explica o professor Eric Fujiwara, da Unicamp.

A nova fibra foi produzida a partir de gar, um material transparente, flexvel, comestvel e renovvel, extrado das algas vermelhas. Os mesmos pesquisadores j haviam desenvolvido fibras pticas biocompatveis de gar para monitoramento de concentrao qumica e umidade.

“O mtodo de fabricao consiste, basicamente, no preenchimento de moldes cilndricos com solues de gar. O trabalho atual expande a gama de aplicaes, propondo um novo tipo de sensor ptico que explora a condutividade eltrica do gar,” afirma.

Fibra sensvel eletricidade

Quando recebe uma fonte de luz coerente – ondas de mesma frequncia e direo com uma relao de fase constante entre si – a fibra produz padres luminosos granulares que evoluem espacial e temporalmente.

Por sua vez, quaisquer correntes eltricas presentes no meio onde a fibra colocada atravessam-na e, ao faz-lo, modulam o ndice de refrao do gar, gerando perturbaes nos padres granulares da luz.

“Analisando essas perturbaes, possvel determinar a magnitude, direo e sentido dos estmulos eltricos, com medies confiveis para correntes iguais ou at menores do que 100 microamperes [µA],” detalhou Fujiwara.

A capacidade de detectar sinais eltricos to sutis abre uma gama de aplicaes em configuraes biomdicas. “A ideia pode ser explorada para desenvolver sistemas de sensoriamento destinados a monitorar estmulos bioeltricos produzidos no crebro ou nos msculos, servindo como uma alternativa biodegradvel aos eletrodos convencionais. Nesse caso, os sinais pticos podem ser decodificados para diagnosticar distrbios. Outra possibilidade utilizar a fibra como interface auxiliar na conexo entre humano e computador, em tecnologias de assistncia ou reabilitao,” exemplificou o pesquisador.

Fibra absorvida pelo organismo

A resposta do sensor pode ser aprimorada ajustando-se a composio qumica do material usado para fabricar a fibra. E o fato de o gar ser moldvel em diversas geometrias viabiliza a confeco de lentes e outros dispositivos pticos com sensibilidade corrente eltrica.

Mais do que tudo, a grande vantagem que, aps o uso, a fibra pode ser absorvida pelo organismo, evitando intervenes cirrgicas adicionais para sua retirada.

O professor Fujiwara ressalta que a fibra de gar ainda se encontra em nvel de laboratrio, portanto, necessitando dos desenvolvimentos necessrios para sua fabricao industrial e aplicao tecnolgica. Mas a determinao rigorosa dos parmetros fsicos de resposta ptica corrente eltrica estabelece um terreno slido para a eventual fabricao de dispositivos biomdicos.

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