Ultrassom biodegradável abre sangue

Aug 22, 2023

Um novo ultrassom biodegradável, muito mais poderoso do que os dispositivos anteriores, poderia tornar os cânceres cerebrais mais tratáveis, relatam pesquisadores da Universidade de Connecticut na Science Advances. O estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA.

Quando alguém é diagnosticado com um tumor cerebral cancerígeno, ele geralmente é removido cirurgicamente e, em seguida, a quimioterapia é usada para limpar as células cancerígenas restantes. Mas os cancros cerebrais são particularmente resistentes à quimioterapia porque o revestimento dos vasos sanguíneos impede a passagem de grandes moléculas que poderiam potencialmente prejudicar o cérebro.

Estes também impedem que quimioterápicos úteis e outras terapêuticas matem células cancerígenas cerebrais e tratem outras doenças cerebrais. Uma maneira segura e eficaz de ultrapassar a barreira hematoencefálica, como é conhecida, é usar o ultrassom para agitar as células o suficiente para abrir poros grandes o suficiente para permitir a passagem do medicamento.

“As soluções criativas desta equipe para um problema humano crítico demonstram o poder da integração da engenharia com a medicina”

-Kathryn Jablokow

Mas fazer um ultrassom através do grosso crânio humano não é fácil. Geralmente, vários dispositivos de ultrassom potentes devem ser colocados estrategicamente ao redor do crânio e cuidadosamente focados no local do tumor com um aparelho de ressonância magnética imediatamente após a quimioterapia ser administrada no hospital.

“Podemos evitar tudo isso usando um dispositivo implantado” no próprio cérebro, diz o engenheiro biomédico Thanh Nguyen. “Podemos usá-lo repetidamente, permitindo que a quimioterapia penetre no cérebro e mate as células tumorais”. Já existe um aparelho de ultrassom implantável disponível comercialmente, mas ele é feito de materiais cerâmicos potencialmente tóxicos e deve ser removido cirurgicamente após o término do tratamento.

Os pesquisadores encontraram uma solução nova. Eles cultivaram cristais de glicina e depois os quebraram intencionalmente em pedaços de apenas algumas centenas de nanômetros de tamanho. Eles então os fiaram (sob alta voltagem em um processo chamado eletrofiação) com policaprolactona (PCL), um polímero biodegradável, para fazer filmes piezoelétricos compostos de nanofibras de glicina e PCL.

Sob uma pequena voltagem acionada, o filme pode gerar ultrassom a 334 quilopascais, quase o mesmo que um implante cerebral de ultrassom cerâmico. A equipe reveste o filme de glicina-PCL com outros polímeros biodegradáveis ​​para protegê-lo. O Poli-L-Lactídeo, um possível revestimento, leva aproximadamente seis semanas para se decompor.

A equipe fez uma avaliação de segurança durante seis meses do dispositivo implantado no cérebro e descobriu que ele não teve efeitos adversos na saúde dos ratos. Eles agora começarão a testar a segurança e a eficácia em animais de grande porte.

"As soluções criativas desta equipe para um problema humano crítico demonstram o poder da integração da engenharia com a medicina", diz Kathryn Jablokow, diretora de programa da Diretoria de Engenharia da NSF.