A hipertensão costuma vir acompanhada de uma rotina conhecida: tomar comprimidos sucessivos, reduzir o sal nas refeições e tentar manter-se activo.
Ainda assim, para alguns doentes, os valores no medidor de pressão arterial continuam a subir. Esta situação, chamada hipertensão resistente a medicamentos, afecta milhões de pessoas em todo o mundo e aumenta o risco de enfarte, AVC e doença renal.
Perante esse problema, engenheiros da Penn State estão a experimentar uma abordagem muito diferente. Em vez de criarem mais um fármaco, desenvolveram um implante electrónico macio que tira partido do próprio sistema do organismo que regula a pressão.
O dispositivo, baptizado CaroFlex, posiciona-se junto a uma artéria no pescoço e emite sinais eléctricos suaves que podem ajudar a reduzir novamente a pressão arterial.
Como funciona o CaroFlex
No pescoço existe uma pequena zona chamada seio carotídeo. Aí encontram-se sensores minúsculos - os barorreceptores.
Estes sensores vigiam continuamente o quanto as paredes da artéria se distendem à medida que o sangue passa.
Quando a pressão arterial sobe demasiado, os sensores enviam sinais para o cérebro. Em resposta, o corpo abranda o ritmo cardíaco e relaxa os vasos sanguíneos, baixando a pressão de forma natural.
Este circuito funciona como um mecanismo interno de equilíbrio. Num organismo saudável, opera a cada segundo sem que a pessoa se aperceba.
Contudo, em pessoas com hipertensão de longa duração, estes sensores tendem a ficar menos sensíveis.
Há anos que os investigadores sabem que estimular estes receptores com electricidade pode reactivar o processo e incentivar o corpo a reduzir a própria pressão arterial.
Problemas com os implantes actuais
A possibilidade de tratar a hipertensão com dispositivos bioelectrónicos implantáveis já foi explorada, mas existe um entrave importante.
A maioria dos implantes é feita com materiais rígidos, como metal e plástico. Esses dispositivos duros são cosidos a artérias macias, que se esticam e contraem a cada batimento cardíaco.
Com o passar do tempo, essa incompatibilidade mecânica pode causar lesões.
As suturas forçam as paredes arteriais
“Estes dispositivos são normalmente fixados com pontos”, disse Tao Zhou, Professor Assistente de Início de Carreira Wormley Family em Ciência e Mecânica da Engenharia na Penn State.
“Estes pontos podem danificar os dispositivos e, mais importante ainda, os tecidos com os quais se integram ao longo do tempo, à medida que as artérias se esticam e encolhem para ajudar a movimentar o sangue pelo corpo.”
As artérias não estão nunca imóveis. Movem-se constantemente com a circulação. Implantes rígidos têm dificuldade em acompanhar esse movimento ao longo de meses e anos.
O CaroFlex é mais macio
Zhou e a sua equipa optaram por repensar o dispositivo desde a base. Em vez de miniaturizarem materiais tradicionais, desenharam o implante com hidrogéis - substâncias macias, de consistência gelatinosa, muito semelhantes ao tecido vivo.
Dessa abordagem nasceu o CaroFlex, um implante flexível produzido por impressão 3D.
Cada camada do dispositivo cumpre uma função específica. Algumas camadas de hidrogel conduzem electricidade e funcionam como eléctrodos.
Outras actuam como adesivos, fixando-se directamente ao tecido sem necessidade de suturas. No conjunto, a estrutura dobra e estica-se em conjunto com a artéria.
Sinais eléctricos podem baixar a pressão
“Para muitos doentes, mesmo tomar uma combinação de três a cinco medicamentos não alivia a sua pressão arterial elevada”, afirmou Zhou.
“Nestes casos, os dispositivos bioelectrónicos que usam sinais eléctricos para modular os sistemas naturais de resposta do organismo oferecem uma forma promissora de tratamento alternativo.”
A arquitectura macia pode resolver um dos maiores problemas que limitou os implantes mais antigos.
Testes de resistência ao CaroFlex
Antes de os investigadores testarem o dispositivo em animais vivos, precisavam de perceber quão resistente ele era.
A equipa esticou o CaroFlex para mais do dobro do seu tamanho original. O implante manteve-se íntegro, sem se partir.
Também avaliaram a camada adesiva após a armazenarem durante seis meses e verificaram que continuava a ligar-se com força a amostras de tecido.
Depois, o grupo comparou os eléctrodos de hidrogel com eléctrodos de platina, usados com frequência em implantes médicos.
Gel macio melhora o contacto
De forma surpreendente, o hidrogel mais macio manteve uma ligação eléctrica mais estável com o tecido do que a platina.
Como o material se molda de perto à superfície da artéria, consegue um contacto mais forte durante a estimulação eléctrica.
O resultado sublinhou um ponto importante: no corpo humano, a flexibilidade pode, por vezes, superar a rigidez.
O CaroFlex tem sucesso em ratos
O teste mais determinante aconteceu durante experiências em animais.
Os investigadores implantaram o CaroFlex nos seios carotídeos de ratos e aplicaram diferentes frequências eléctricas.
Num período de observação de 10 minutos, quatro das cinco frequências testadas reduziram a pressão arterial em mais de 15 por cento, em média.
Esta diminuição é relevante numa condição que, muitas vezes, não responde a medicação.
O tecido mostra pouca irritação
Tão importante quanto isso, os ratos mostraram poucos sinais de rejeição do implante.
Duas semanas após a cirurgia, os investigadores examinaram o tecido à volta e não encontraram inflamação visível, danos ou uma reacção imunitária forte.
A artéria e o dispositivo pareciam funcionar em conjunto, sem conflito significativo.
Ensaios em humanos ainda por fazer
Estes resultados continuam a ser investigação em fase inicial. Ratos são muito diferentes de humanos e testes de curto prazo não permitem prever como o implante se comportaria após muitos anos no organismo.
Os investigadores ainda precisam de aperfeiçoar a tecnologia, adaptá-la à anatomia humana e concluir ensaios clínicos antes de os médicos poderem disponibilizá-la aos doentes.
Mesmo assim, o conceito por trás do CaroFlex tem atraído atenção por responder a um desafio crescente na medicina.
Implantes macios combinam melhor com o tecido
Cada vez mais, os cientistas reconhecem que os implantes funcionam melhor quando, fisicamente, se assemelham ao tecido que os rodeia.
“O nosso laboratório está a liderar activamente vários desenvolvimentos em bioelectrónica impressa em 3D para utilização em todo o corpo, o que é entusiasmante”, disse Zhou.
“Esta abordagem de fabrico permite-nos desenhar, produzir e adaptar bioelectrónica para potenciais ensaios clínicos e distribuição comercial de forma muito mais eficiente do que os métodos tradicionais de fabrico.”
A ascensão da electrónica macia
Durante muito tempo, a tecnologia médica concentrou-se em metais mais resistentes, chips menores e electrónica mais rápida. O CaroFlex aponta noutra direcção.
Os implantes do futuro poderão ter sucesso não por serem mais duros ou mais complexos, mas por se moverem naturalmente com o corpo.
A electrónica macia pode reduzir a irritação, melhorar o desempenho a longo prazo e tornar os tratamentos implantáveis mais seguros para os doentes.
Futuro do CaroFlex
Para pessoas que vivem com hipertensão difícil de controlar, essa perspectiva é particularmente importante. Muitas já tomam vários medicamentos todos os dias sem atingir níveis saudáveis de pressão arterial.
Um implante flexível que ajude o corpo a auto-regular-se, como o CaroFlex, pode abrir um caminho totalmente novo. A ideia de controlar a pressão arterial com um implante de gel macio pode soar invulgar hoje.
No entanto, se estudos futuros confirmarem estes resultados iniciais, pequenos impulsos eléctricos no pescoço poderão um dia substituir, para alguns doentes, pilhas inteiras de comprimidos.
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