De acordo com a RMIT, pesquisadores criaram um dispositivo experimental impresso em 3D, feito de diamante e titânio, que gera eletricidade a partir de um líquido em fluxo e recebe energia sem fio através do tecido, possibilitando a detecção remota de alterações no fluxo. A inovação poderá, um dia, levar a implantes mais duradouros, como stents inteligentes, sistemas de liberação de fármacos e próteses que nunca precisam de troca de bateria e são precisamente adaptadas ao paciente. O implante não envolveria componentes eletrônicos ativos.
A equipe diz que a pesquisa é inicial, mas promissora, pois não há dispositivos conhecidos que possam coletar energia tanto do movimento de fluidos quanto de sinais sem fio, o que é possível pela mistura de diamantes semicondutores em um material metálico.
“Nosso objetivo era superar um dos maiores limites da tecnologia de implantes: a bateria. Ela ocupa espaço e eventualmente falha, o que frequentemente significa outra operação. Com essa abordagem, os implantes poderiam funcionar continuamente com pouca ou nenhuma bateria interna. A capacidade de receber energia sem fio e coletar energia do fluxo de líquido pode ser valiosa em muitas outras indústrias onde sensores são necessários em locais de difícil acesso, usando alguns dos sistemas de materiais mais inertes”, disse o Pesquisador Líder Sênior Dr. Arman Ahnood, da Escola de Engenharia da RMIT.
“Nosso dispositivo pode detectar remotamente mudanças no fluxo de líquido em testes de laboratório sem a necessidade de qualquer componente eletrônico ativo na parte implantável, o que oferece potencial para implantes futuros que podem alertar sobre a progressão da doença antes que ela se torne perigosa. Os diamantes transformam o titânio de um material de implante estrutural passivo em uma plataforma ativa e multifuncional – uma que pode coletar energia, detectar fluxo e receber energia sem fio, permanecendo biocompatível e resistente.”
A equipe testou o dispositivo usando soluções salinas em laboratório, em vez de sangue. Eles disseram que os mesmos princípios poderiam ser aplicados dentro do corpo, onde o sangue circulando pela superfície de um implante poderia gerar energia.
“Quando o líquido fluía pela superfície em nossos testes de laboratório, ele produzia um sinal elétrico pequeno, porém constante. Isso é completamente novo – a maioria dos materiais de implantes é isolante ou condutor – é a combinação de ambos em um único material que nos permite ver e usar essa eletricidade”, disse o Dr. Peter Sherrell, da Escola de Ciências da RMIT. “Sozinho, isso não seria suficiente para alimentar a maioria dos dispositivos, mas combinado com o carregamento sem fio, poderia alimentar implantes simples.”
A professora Kate Fox, da Escola de Engenharia, disse que a equipe também demonstrou que o dispositivo poderia ser impresso em formatos complexos e personalizados para cada paciente, usando uma impressora 3D no Centro de Manufatura Aditiva da RMIT. “O diamante com titânio nos proporcionou uma estrutura que não era apenas leve e durável, mas também eletricamente ativa. Isso mostra que podemos projetar implantes que cumprem sua função mecânica e também fornecem funções de detecção ou energia”, disse ela.
A inovação precisa passar por mais testes, e os pesquisadores estão buscando parceiros nos setores biomédico e outros para ajudar a desenvolver a tecnologia em aplicações práticas. Organizações que desejam firmar parcerias com pesquisadores do RMIT podem entrar em contato pelo e-mail [email protected].
O artigo de pesquisa, ‘Diamante fabricado de forma aditiva para coleta de energia e transferência de energia sem fio em dispositivos implantáveis’, foi publicado na Advanced Functional Materials. Para saber mais sobre o implante, acesse o site.
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