Aqui estava o desafio para os bioengenheiros: encontrar uma maneira de os pacientes tomarem remédios – como insulina por exemplo – sem injeções.
Agora, uma equipe de cientistas pode ter encontrado uma solução que fornece esses medicamentos em uma cápsula que uma pessoa possa engolir.
O dispositivo de teste, chamado Soma, tem a forma da concha da tartaruga. Dentro há uma agulha com insulina. Depois que o minúsculo dispositivo se posiciona contra a parede do estômago, a agulha é liberada e faz uma pequena perfuração na parede do estômago – o paciente sequer sente a pontada da agulha, sabendo que não há receptores de dor no interior do órgão. Depois da injeção, a agulha se dissolve ao longo do trato digestivo.
A pílula é capaz de se orientar depois de ser engolida, de forma que a injeção é feita sempre no local correto. Ainda de acordo com o MIT, “os pesquisadores se inspiraram na auto-orientação de uma tartaruga encontrada no continente afriacano. Essa tartaruga tem uma carapaça alta e com curvatura acentuada, o que permite ao animal rolar”, dizem os pesquisadores. Eles usaram modelos de computador para criar uma variação desse formato para a cápsula, o que permite a ela se reorientar mesmo no ambiente dinâmico do estômago.
Até agora, as pílulas foram testadas com sucesso em porcos. Não há estimativa, contudo, de quando o produto poderá ser testado em humanos ou comercializado em farmácias.
Especialistas externos disseram que o dispositivo pode ser uma solução viável para o problema de injeção. “É um conceito muito novo e uma ideia muito aplausível”, disse Edith Mathiowitz, professora de ciências médicas e engenharia da Brown University.
Embora soe como algo fora da ficção científica, Soma sintetiza uma série de avanços recentes da engenharia, disseram especialistas. “O que eles fizeram foi extrair ideias de muitas áreas e integrá-las”, disse Tejal Desai, diretor de ciências de bioengenharia e terapêutica da Universidade da Califórnia, em San Francisco nos Estados Unidos.
Passo a passo da criação do dispositivo
Criar um dispositivo para realizar isso exigiu três avanços fundamentais, disse o dr. Giovanni Traverso, gastroenterologista do Hospital Brigham and Women’s de Harvard e principal autor do estudo.
O primeiro desafio foi fazer um dispositivo que pousasse no estômago de uma maneira previsível. Para idéias, os pesquisadores analisaram a natureza – e descobriram a tartaruga leopardo. Uma concha em ângulo ajuda a tartaruga a se deitar, não importando como ela caia.
Os engenheiros decidiram imitar a forma da tartaruga com um minúsculo dispositivo que sempre aterrissaria na parede do estômago, na orientação certa, não importando como ela caísse no esôfago.
Em seguida, eles precisavam de uma dica que acionasse a liberação de um pequena agulha que eles colocariam no dispositivo.
“O estômago está úmido”, disse Traverso. “Essa foi a pista chave.” Completou.
Esse tipo de ambiente vai dissolver o açúcar, como uma pastilha ou um doce se dissolve em sua boca.
A agulha de insulina foi comprimida como uma mola e mantida no lugar com um disco fino de açúcar. Controlando o tamanho do disco, os pesquisadores conseguiram controlar por quanto tempo o mecanismo permaneceria intacto. Eles decidiram em cinco minutos: quando o açúcar se dissolvesse, a agulha com insulina seria liberada.
Ao experimentar com insulina, comprimida sob diferentes pressões, o grupo descobriu uma maneira de fabricar pequenos dispositivos que fossem estáveis e compostos de insulina suficiente para fazer o trabalho.
Como foi concebido agora, um paciente engole uma cápsula contendo o dispositivo, disse Robert Langer, um engenheiro químico do MIT. A cápsula se dissolve em dez minutos e o aparelho aterrissa na parede do estômago.
O disco de açúcar se quebra cinco minutos depois, liberando a agulha. Ele atravessa a parede do estômago, entregando insulina para a corrente sanguínea. Eventualmente, o dispositivo é excretado; os pacientes não devem nem perceber.
Em testes com porcos e ratos, liderados por Alex Abramson, um estudante de doutorado em MIT, o dispositivo administrou tanta insulina quanto uma injeção convencional. Mas o estômago tinha que estar vazio quando os animais engoliram as cápsulas.
Muito trabalho ainda tem pela frente – mais testes de segurança e para garantir que as injeções frequentes não danifiquem o estômago, por exemplo.
Mas a esperança é que o dispositivo seja usado para uma variedade de remédios injetados, não apenas para a insulina. “A insulina é uma prova de conceito”, disse Langer.
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