Aqueles de nós que viveram uma parte substancial de nossas vidas antes da virada do século costumávamos pensar em nosso período atual como um futuro muito, muito distante. Como crescemos assistindo a filmes como Blade Runner (que se passa em 2019), tendemos a ficar um pouco impressionados com o quão pouco futuro o futuro acabou sendo – do ponto de vista estético, pelo menos.
Bem, embora o carro voador perpetuamente prometido possa nunca chegar, estes avanços recentes menos chamativos, mas igualmente impressionantes, na tecnologia médica poderão contribuir muito para melhorar a qualidade de vida à medida que avançamos para um futuro ainda mais distante, porém mais distante.
10 Substituições de articulações personalizadas baseadas em biomateriais
Embora a tecnologia de substituição de articulações e ossos tenha percorrido um longo caminho nas últimas décadas, com os dispositivos à base de plástico e cerâmica começando a prevalecer sobre os de metal, a mais nova geração de ossos e articulações artificiais levará todo o conceito um passo adiante – sendo projetado essencialmente fundir-se organicamente com o corpo.
Isso é possível, é claro, pela impressão 3D (que será um tema recorrente aqui). No Reino Unido, os cirurgiões do Southampton General Hospital foram pioneiros numa técnica em que o implante de titânio da anca de um paciente idoso, impresso em 3D, é mantido no lugar por uma “cola” feita a partir de células estaminais do próprio paciente. Por mais impressionante que seja, o professor Bob Pilliar da Universidade de Toronto superou significativamente com implantes de próxima geração que realmente imitam o osso humano.
Usando um processo que liga seu composto substituto ósseo (usando luz ultravioleta) em estruturas incrivelmente complexas com extrema precisão, Pilliar e sua equipe criam uma pequena rede de dutos e canais contendo nutrientes dentro dos próprios implantes.
As células ósseas em crescimento do paciente se distribuem por toda essa rede, interligando o osso com o implante. O composto ósseo artificial então se dissolve com o tempo, e as células e tecidos regenerados naturalmente mantêm a forma do implante. Diz o Sr. Pilliar: “É um pouco menos do que Star Trek , onde você ataca uma pessoa e ela é consertada. . . mas segue a mesma linha.”
9 Marcapasso minúsculo
Desde o primeiro marcapasso implantado em 1958, a tecnologia melhorou consideravelmente. No entanto, após alguns grandes avanços na década de 1970, a tecnologia dos marcapassos estabilizou-se em grande parte em meados da década de 1980. Surpreendentemente, a Medtronic – a empresa que produziu o primeiro pacemaker alimentado por bateria – está a chegar ao mercado com um dispositivo que irá revolucionar os pacemakers da mesma forma que o seu dispositivo anterior melhorou os dispositivos vestíveis. É do tamanho de uma pílula de vitamina e, na verdade, não requer nenhuma cirurgia.
Este mais novo modelo é administrado por meio de um cateter na virilha (!), Fixado ao coração com pequenas pontas e fornecendo os impulsos elétricos regulares necessários. Embora a cirurgia comum de marcapasso seja bastante intrusiva, criando um “bolso” para o dispositivo ficar próximo ao coração, a versão minúscula torna o procedimento muito mais fácil e, surpreendentemente, melhora a taxa de complicações do original em mais de 50 por cento, com 96 por cento dos pacientes não relataram complicações maiores .
Embora a Medtronic possa muito bem ser a primeira a comercializar (já tendo obtido a aprovação da FDA), outros grandes fabricantes de pacemakers têm dispositivos concorrentes em desenvolvimento, receosos de serem deixados para trás no que é atualmente um mercado anual de 3,6 mil milhões de dólares. A Medtronic iniciou o desenvolvimento do seu pequeno salva-vidas em 2009.
8 Implante ocular do Google
O onipresente provedor de mecanismos de busca e dominador mundial, Google, parece estranhamente decidido a integrar a tecnologia em todos os aspectos da vida, mas é preciso admitir que eles têm algumas ideias intrigantes para acompanhar seus trabalhos. O número mais recente do Google, porém, tem tantos aplicativos potencialmente transformadores quanto aplicativos terrivelmente aterrorizantes.
O projeto conhecido como Google Contact Lens é exatamente o que parece: uma lente implantável, que substitui a lente natural do olho (que é destruída no processo) e pode ser ajustada para corrigir problemas de visão. Ele é colado ao olho com o mesmo material usado para fabricar lentes de contato gelatinosas e tem uma variedade de possíveis aplicações médicas, como leitura da pressão arterial de pacientes com glaucoma, registro dos níveis de glicose de pessoas com diabetes ou atualização sem fio para contabilizar deteriorações. na visão de um paciente.
Poderia até mesmo restaurar completamente a visão perdida . É claro que, com esse protótipo de tecnologia a poucos passos de uma câmera real implantada em seu olho, as especulações correm soltas sobre a possibilidade de abuso.
No momento, não há como dizer quando isso poderá estar no mercado. Mas uma patente foi depositada e ensaios clínicos confirmaram a viabilidade do procedimento.
7 Pele Artificial
Embora os avanços na tecnologia de enxertos de pele artificial tenham registado progressos constantes nas últimas décadas, dois novos avanços de ângulos bastante diferentes podem abrir novas áreas de investigação. No Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o cientista Robert Langer desenvolveu uma “segunda pele” que ele chama de XPL (“camada de polímero reticulado”). O material incrivelmente fino imita a aparência de uma pele jovem e esticada – um efeito que ocorre quase instantaneamente na aplicação, mas que até agora perde seu efeito após cerca de um dia.
Por mais interessante que seja, Chao Wang, professor de química da Universidade da Califórnia em Riverside, está trabalhando em um material polimérico ainda mais futurista – um que pode se autocurar de danos à temperatura ambiente e, para garantir, é infundido com minúsculas partículas de metal que o tornam capaz de conduzir eletricidade. Embora ele não afirme abertamente que está tentando criar super-heróis, ele admite ser um grande fã de Wolverine e diz sobre sua pesquisa: “Ela está tentando trazer a ficção científica para o mundo real”.
Curiosamente, alguns materiais auto-reparadores já chegaram ao mercado, como um revestimento auto-reparável no telefone Flex da LG, que Wang cita como exemplo de vários tipos de aplicações que ele vê para esta tecnologia no futuro. Dito isto, este homem está claramente tentando criar super-heróis.
6 Implantes cerebrais que restauram o movimento
Ian Burkhart, 24 anos, sofreu um acidente estranho aos 19 anos que o deixou paralisado do peito para baixo . Nos últimos dois anos, ele tem trabalhado com médicos para ajustar e ajustar o dispositivo implantado em seu cérebro – um microchip que lê impulsos elétricos no cérebro e os traduz em movimento. Embora o dispositivo esteja longe de ser perfeito – ele só pode usá-lo no laboratório com o implante conectado a um computador por uma manga usada em seu braço – ele foi capaz de reaprender tarefas como servir de uma garrafa e até conseguiu jogue um ou dois videogames.
Na verdade, Ian é o primeiro a admitir que talvez nunca se beneficie diretamente da tecnologia. É mais uma “prova de conceito” mostrar que membros que não têm mais conexões com o cérebro podem ser reconectados aos impulsos cerebrais por meios externos.
É, no entanto, bastante provável que a sua submissão a uma cirurgia cerebral e a sessões três vezes por semana durante anos sejam de enorme ajuda no avanço desta tecnologia para as gerações futuras. Embora procedimentos semelhantes tenham sido usados para restaurar parcialmente o movimento em macacos e para animar um braço robótico usando ondas cerebrais humanas, este é o primeiro exemplo de colmatar com sucesso a desconexão neural que causa paralisia num ser humano.
5 Enxertos Bioabsorvíveis
Stents ou enxertos – tubos de malha de polímero que são inseridos cirurgicamente nas artérias para aliviar o bloqueio – são um mal necessário, sendo propensos a complicações ao longo da vida do paciente e apenas moderadamente eficazes. O potencial de complicações, especialmente em pacientes jovens, torna muito promissores os resultados de um estudo recente envolvendo enxertos vasculares bioabsorvíveis.
O procedimento é chamado de restauração endógena de tecido – e agora, para simplificar: em pacientes jovens que nasceram sem algumas conexões necessárias em seus corações, os médicos foram capazes de criar essas conexões usando um material avançado que atua como um “andaime”, permitindo que o corpo se recuperasse. replicar a estrutura com material orgânico com o implante então degradado. Foi um estudo limitado com apenas cinco pacientes jovens. Mesmo assim, todos os cinco se recuperaram sem complicações.
Embora este não seja um conceito novo, o novo material envolvido no estudo (composto por “polímeros bioabsorvíveis supramoleculares, fabricados através de um processo proprietário de eletrofiação”) parece representar um grande avanço. Os stents da geração anterior compostos por outros polímeros e até mesmo ligas metálicas produziram resultados mistos, levando a uma adoção lenta do tratamento em todos os lugares, exceto na América do Norte.
4 Cartilagem de Biovidro
Outra construção de polímero impressa em 3D tem o potencial de revolucionar o tratamento de algumas lesões muito debilitantes. Uma equipe de cientistas do Imperial College London e da Universidade de Milano-Bicocca criou um material que eles chamam de “biovidro” – uma combinação de sílica-polímero que possui as propriedades resistentes e flexíveis da cartilagem .
Esses implantes de biovidro são como os stents da entrada anterior, mas feitos de um material completamente diferente para uma aplicação totalmente diferente. Um uso proposto para esses implantes é como andaime para estimular o crescimento natural da cartilagem. Mas eles também têm propriedades de autocura, capazes de se unirem novamente ao contato se forem rompidos.
Embora a primeira aplicação testada seja a substituição de um disco espinhal, outra versão permanente do implante está em desenvolvimento para tratar lesões no joelho e outras lesões em áreas onde a cartilagem não crescerá novamente. O meio de produção – impressão 3D – torna os implantes muito mais baratos de produzir e ainda mais funcionais do que os atuais implantes de ponta deste tipo, que normalmente devem ser cultivados em laboratório.
3 Músculos de polímero autocuráveis
Para não ficar para trás, o químico de Stanford, Cheng-Hui Li, está trabalhando arduamente em um material que poderia ser o alicerce de um músculo artificial real, que pode até ser capaz de superar nossos músculos insignificantes. Seu composto – uma combinação suspeitamente orgânica de átomos de silício, nitrogênio, oxigênio e carbono – é capaz de se esticar até mais de 40 vezes seu comprimento e depois retornar ao normal.
Ele também pode se recuperar de buracos feitos dentro de 72 horas e, claro, se reconectar se for cortado devido à atração causada por um “sal” de ferro no composto. Por enquanto, ele deve ser colocado junto para se reconectar dessa forma. Na verdade, as peças não rastejam umas em direção às outras. Por agora.
Além disso, por enquanto, o único ponto fraco deste protótipo é a sua condutividade elétrica limitada, com a substância aumentando de comprimento apenas 2% quando exposta a um campo elétrico, em oposição aos 40% alcançados pelos músculos reais. Esperamos que isso seja superado em pouco tempo – e que Li, os cientistas da cartilagem de biovidro e o Dr. Wolverine das entradas anteriores entrem em contato uns com os outros em um tempo ainda mais curto, se é que já não o fizeram.
2 Corações Fantasmas
A técnica pioneira de Doris Taylor, diretora de medicina regenerativa do Texas Heart Institute, é um ligeiro afastamento dos biopolímeros impressos em 3-D discutidos acima e similares. O Dr. Taylor demonstrou em animais – e está pronto para testar em humanos – uma técnica que utiliza apenas material orgânico que pode ser ainda mais ficcional científica do que qualquer trabalho anterior.
Em suma, o coração de um animal – digamos, um porco – é embebido num banho químico que destrói e suga todas as células, exceto a proteína. Isso permanece como um “ coração fantasma ” vazio que pode então ser injetado com células-tronco do próprio paciente.
Uma vez colocado o material biológico necessário, o coração é conectado a um dispositivo que equivale a um sistema circulatório e pulmões artificiais (um “biorreator”) até começar a funcionar como um órgão e poder ser transplantado para o paciente. Dr. Taylor demonstrou com sucesso a técnica em ratos e porcos, mas ainda não em um paciente humano.
É uma técnica semelhante que teve algum sucesso com órgãos menos complexos, como bexiga e traqueia. O Dr. Taylor é o primeiro a admitir que aperfeiçoar o processo – e ser capaz de fornecer um fluxo constante de corações projetados, eliminando completamente a lista de espera para transplante – ainda está muito longe. No entanto, foi salientado que, mesmo que o esforço fracasse, terá sem dúvida o benefício de levar a uma compreensão muito maior da construção do coração e de melhorar o tratamento das doenças cardíacas.
1 Malha cerebral injetável
Finalmente, temos uma tecnologia de ponta com potencial para conectar o cérebro de forma rápida, simples e completa com uma única injeção. Pesquisadores da Universidade de Harvard desenvolveram uma malha de polímero eletricamente condutora que é literalmente injetada no cérebro, onde se infiltra em todos os cantos e recantos, fundindo-se com o tecido cerebral real.
Até agora consistindo de apenas 16 elementos elétricos, a malha foi implantada no cérebro de dois camundongos durante cinco semanas sem rejeição imunológica. Os investigadores prevêem que um dispositivo de maior escala composto por centenas de tais elementos poderia monitorizar ativamente o cérebro até ao neurónio individual num futuro próximo, com outras aplicações potenciais, incluindo o tratamento de doenças neurológicas, como a doença de Parkinson e o acidente vascular cerebral.
Eventualmente, isso também poderia levar os cientistas a uma melhor compreensão da função cognitiva superior, das emoções e de outras funções do cérebro que atualmente permanecem obscuras. Essa ponte entre a ciência neurológica e a física poderia muito bem impulsionar muitos dos avanços de um futuro ainda mais distante e também – juntamente com muitas das entradas anteriores nesta lista – levar a super-heróis.
