Equipe de engenheiros da Universidade de Stanford demonstrou a viabilidade de um minúsculo implante cardíaco alimentado a partir de ondas de rádio transmitidas de fora do corpo. O dispositivo, contido em um cubo de apenas oito décimos de milímetro de raio, é menor que uma cabeça de alfinete.

Os pesquisadores conseguiram comprovar a viabilidade de transferência de energia sem fio a este dispositivo milimétrico implantado cinco centímetros dentro do peito, na superfície do coração. Uma profundidade que se pensava fora do alcance deste tipo de transmissão sem fio.

De acordo com Ada Poon, professora de Engenharia Elétrica da Stanford University, a pesquisa é um passo importante para que, num futuro próximo, todos os implantes possam ser alimentados e gerenciados com tecnologias wirelles (sem fio). " Além do coração, poderemos incluir endoscópios deglutíveis, as chamadas "pillcams", que percorrem o aparelho digestivo e estimuladores cerebrais de precisão. Praticamente todas as aplicações médicas onde o tamanho é decisivo, poderão ser incluídas."

Uma revolução no corpo

Dispositivos médicos implantáveis no corpo humano revolucionaram a medicina. Centenas de milhares, se não milhões de marca-passos, implantes cocleares e bombas de drogas ajudam milhões de pessoas a terem vidas relativamente normais, mas estes dispositivos ainda são um desafio para a engenharia.

Primeiro, eles precisam de energia, o que significa pilhas e baterias volumosas. Em um marca-passo, a bateria sozinha responde por até metade do tamanho do dispositivo que alimenta. Segundo, as baterias têm vida útil definida, tornando necessária uma nova cirurgia para sua substituição.

Energia sem fio resolve ambos os desafios

Ano passado, Poon foi destaque em todo mundo quando demonstrou um dispositivo de auto-propulsão capaz de nadar através da corrente sanguínea. Para chegar lá, ela precisava derrubar algumas suposições de longa data sobre o fornecimento de energia sem fios através do corpo humano.

Seu dispositivo funciona por combinação de transmissão de energia indutiva e radiativa. Ambos são tipos de transferência eletromagnéticos em que um emissor transmite as ondas de rádio a uma bobina de fio no interior do corpo. As ondas de rádio produzem uma corrente elétrica na bobina suficiente para operar um dispositivo pequeno.

Existe uma relação inversa entre a frequência das ondas de rádio de transmissão e do tamanho da antena de recepção. Isto é, para proporcionar um nível desejado de potência, as ondas de frequência mais baixa requerem bobinas maiores. Ondas de alta freqüência podem trabalhar com bobinas menores.

"Para dispositivos médicos implantáveis, por conseguinte, o objetivo é um transmissor de alta frequência e um pequeno receptor, mas não há um grande obstáculo", explica.

Ignorando consenso

Vários modelos matemáticos sustentaram que as ondas de rádio de alta frequência não penetram o suficiente no tecido humano, sendo necessário o uso de transmissores de baixa freqüência e antenas grandes, o que tornaria este dispositivo inviável para os implantes

Com a novidade apresentada agora, os cientistas demonstraram que o corpo humano realmente dissipa os campos elétricos, mas as ondas de rádio podem viajar de uma forma diferente, alternando ondas de campos elétricos e magnéticos. Com as equações corretas em mãos, Poon descobriu que sinais de alta frequência viajam muito mais profundamente do que se suspeitava.

As descobertas foram publicadas na revista Applied Physics Letters

• Tweet