Os cientistas revelaram um novo design fascinante para um implante de medula espinhal incrivelmente minúsculo e inflável, adequado para o tratamento de dores crônicas nas costas que não respondem à medicação.

O dispositivo eletrônico inflável é parte de uma configuração de estimulador da medula espinhal (SCS), um tipo de terapia bem estabelecida que fornece correntes elétricas suaves para a medula espinhal de uma pessoa por meio de eletrodos implantados. Essa corrente é enviada por um pequeno gerador de pulso implantado, e tudo reduz a dor porque os pulsos elétricos ajudam a mascarar os sinais de dor que viajam para o cérebro através da medula espinhal.

Se tudo isso parece bastante invasivo, é porque é. Mas este novo dispositivo, projetado por uma equipe liderada por cientistas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, pode ajudar a mudar isso – com requisitos de cirurgia menos invasivos.

“A estimulação da medula espinhal é um tratamento de último recurso, para aqueles cuja dor se tornou tão forte que os impede de realizar as atividades diárias”, disse o neurocientista clínico Damiano Barone, da Universidade de Cambridge .

“Um dispositivo eficaz que não requer cirurgia invasiva pode trazer alívio para muitas pessoas.”

O aspecto mais complicado dos dispositivos SCS disponíveis atualmente é a parte em que você tem que colocar eletrodos na coluna vertebral de uma pessoa, colocando-os ao longo da dura-máter , a camada externa fibrosa que envolve as células nervosas internas.

Embora esses implantes de eletrodos sejam minúsculos – apenas alguns milímetros de diâmetro – chegando à coluna vertebral através de nossa vértebra óssea, a proteção não é tarefa fácil. Para implantar os dispositivos mais eficazes atualmente disponíveis (em forma de pás minúsculas), os cirurgiões precisam remover um pequeno pedaço de uma vértebra e enfiá-lo.

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Esquema de uma rota típica de implante de pás. ( Kumar et al., Neuromodulation , 2009 )

Como alternativa, existem dispositivos menores disponíveis que podem ser inseridos com uma agulha grande, mas eles provaram ser menos eficazes no tratamento real da dor, possivelmente porque tendem a controlar menos eletrodos em uma área menor.

O novo dispositivo inflável combina o melhor dos dois mundos. De maneira engenhosa, ele pode ser enrolado até um diâmetro de apenas 2 milímetros, permitindo que caiba dentro de uma agulha oca padrão apenas ligeiramente mais grossa do que as normalmente usadas para anestésico peridural.

Uma vez no lugar, o dispositivo é então estendido para o formato de pá mais eficaz, como um minúsculo colchão de ar de até 60 micrômetros de espessura, com apenas um pequeno jato de ar ou líquido.

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O dispositivo completo (parte superior), mostrado na forma enrolada e desenrolada (parte inferior). (Woodington et al., Sci. Adv., 2021)

Essa aplicação inteligente é possível porque a equipe de pesquisa combinou dois paradigmas em seu design – eletrônicos flexíveis que permitem que um dispositivo mude sua forma após a implantação e a adição de canais microfluídicos para inflá-lo.

“Os eletrônicos de filme fino não são novos, mas a incorporação de câmaras de fluido é o que torna nosso dispositivo único – isso permite que ele seja inflado em um formato do tipo pá uma vez dentro do paciente”, explicou o engenheiro Christopher Proctor , também da Universidade de Cambridge.

A equipe testou seu dispositivo in vitro , usando um modelo de coluna vertebral para ver como os eletrodos se comportariam depois de tanto rolar e inflar, e obteve excelentes resultados. Eles então validaram o projeto com cirurgias de implantação em cadáveres humanos doados à ciência.

“A intenção por trás disso era validar o modo de operação subjacente para o dispositivo e testar sua capacidade mecânica”, escreveu a equipe em seu estudo .

No geral, os pesquisadores acreditam que seu projeto – já patenteado pelo braço de comercialização da Universidade de Cambridge – poderia não só reduzir a necessidade de cirurgia invasiva para fornecer terapia SCS de mudança de vida para pessoas que vivem com dores intensas, mas aumenta a disponibilidade de tal dispositivos para aplicações futuras.

“Prevemos um dispositivo que poderia cobrir uma área muito maior, mantendo uma pequena pegada de inserção, oferecendo um novo paradigma para interfaces do sistema nervoso central” , escreveram eles .

O estudo que descreve o novo design foi publicado na Science Advances .

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