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Luz sobre a pele carrega implantes médicos sem bateria

Os implantes eletrónicos biomédicos, como bypass cardíaco, estimuladores cerebrais profundos ou estimuladores da medula espinhal, melhoram a qualidade de vida, fornecendo diagnósticos e tratamentos, ou mesmo permitem manter o doente vivo. A maioria desses dispositivos, no entanto, é alimentada por baterias. E, uma vez que essas baterias se esgotem, os pacientes devem ser submetidos a uma nova cirurgia para as substituir.

Luz sobre a pele carrega implantes médicos sem bateria

Para superar essa deficiência, investigadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju, na Coreia do Sul, propõem uma nova forma de fornecer energia elétrica sustentável para os aparelhos dentro do corpo, sem os riscos de complicações cirúrgicas.

A proposta é um conceito inovador batizado de “transferência de energia fotónica ativa”. Diferente das propostas até agora apresentadas, de transmissão de eletricidade sem fios, a energia é transmitida por luz.

O investigador Juho Kim e os seus colegas desenvolveram um sistema de transferência de energia formado por uma fonte de luz adesiva, colada sobre a pele, e uma matriz fotovoltaica - células solares - integrada a um implante médico.

O adesivo fino e flexível, composto por micro-LED, emite fotões que penetram no tecido vivo e são capturados pela matriz fotovoltaica, que gera a energia elétrica para alimentar o implante.

Ao contrário de outros protótipos similares, que dependem da luz ambiente, esse sistema pode gerar energia em ambientes fechados ou ao ar livre, dia e noite, independentemente da cobertura por roupas.

O circuito externo de lâmpadas é alimentado por uma bateria convencional de três volts. Os micro-LED emitem luz a 670 nm (vermelho profundo), que penetra aproximadamente 2,5 mm no tecido, onde é convertida em eletricidade por células fotovoltaicas especiais.

Testado em ratinhos vivos, o sistema transmitiu através da pele uma potência de 8,2 µW, o que é mais do que o consumo de energia necessário de um estimulador personalizado (aproximadamente 2,3 µW). A potência foi suficiente para gerar os pulsos estimulantes periódicos, além de carregar a microbateria embutida no aparelho.

Para comparação, os bypass cardíacos comerciais requerem uma potência entre um e dez µW, dependendo do seu modo de operação.

“Atualmente, estamos a planear desenvolver a tecnologia para aplicá-la em humanos. Temos que verificar ou melhorar a fiabilidade mecânica, a biocompatibilidade a longo prazo e a densidade de potência”, explicou Jongho Lee.


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