Quase 700.000 pessoas nos Estados Unidos morrem de doenças cardíacas todos os anos, e um terço dessas mortes resulta de complicações nas primeiras semanas ou meses após um evento traumático relacionado ao coração.

Para ajudar a prevenir essas mortes, pesquisadores das universidades Northwestern e George Washington (GW) desenvolveram um novo dispositivo para monitorar e tratar doenças e disfunções cardíacas nos dias, semanas ou meses seguintes a tais eventos. E, depois que o dispositivo não é mais necessário, ele se dissolve inofensivamente dentro do corpo, evitando a necessidade de extração. A pesquisa foi publicada na revista Science Advances .

Do tamanho de um selo postal, o dispositivo macio e flexível usa uma série de sensores e atuadores para realizar investigações mais complicadas do que dispositivos tradicionais, como marca-passos, podem realizar. Além de poder ser colocado em várias seções do coração, o dispositivo também transmite continuamente informações aos médicos, para que eles possam monitorar remotamente o coração de um paciente em tempo real. O dispositivo também é altamente transparente, permitindo que os médicos observem regiões específicas do coração para fazer um diagnóstico ou fornecer um tratamento.

"Várias complicações graves, incluindo fibrilação atrial e bloqueio cardíaco, podem ocorrer após cirurgias cardíacas ou terapias baseadas em cateteres", disse Igor Efimov, da Northwestern, um cardiologista experimental que co-liderou o estudo.

"O monitoramento pós-cirúrgico atual e o tratamento dessas complicações requerem tecnologia mais sofisticada do que a disponível atualmente. Esperamos que nosso novo dispositivo possa fechar essa lacuna na tecnologia. Nosso dispositivo eletrônico transitório pode mapear a atividade elétrica elétricos de muitos locais para interromper a fibrilação atrial assim que ela começar."

“Muitas mortes que ocorrem após uma cirurgia cardíaca ou um ataque cardíaco poderiam ser evitadas se os médicos tivessem melhores ferramentas para monitorar e tratar pacientes nas delicadas semanas e meses após esses eventos”, acrescentou Luyao Lu, da GW, que coliderou o trabalho com Efimov. "A ferramenta desenvolvida em nosso trabalho tem grande potencial para atender às necessidades não atendidas em muitos programas de pesquisa cardíaca fundamental e translacional".

Efimov é professor de engenharia biomédica na Northwestern's McCormick School of Engineering e professor de medicina na Northwestern University Feinberg School of Medicine. Lu é professor assistente de engenharia biomédica na GW.

Este trabalho se baseia no trabalho anterior de Efimov para desenvolver implantes cardíacos para monitorar e estimular temporariamente o coração. Em 2021, Efimov e o professor da Northwestern John A. Rogers apresentaram o primeiro marcapasso transitório, publicado na Nature Biomedical Engineering . Então, no início deste ano, a equipe de Efimov revelou uma “tatuagem” de grafeno para o tratamento de arritmia cardíaca, publicada na Advanced Materials .

"Após cirurgias cardíacas, os cirurgiões às vezes inserem fios temporários, que são conectados a geradores de corrente externos, para fornecer estimulação elétrica durante o bloqueio cardíaco temporário causado pela cirurgia", disse Efimov. "Recentemente, desenvolvemos um marcapasso bioabsorvível para substituir esse tipo de fio. A fibrilação atrial pós-operatória requer uma abordagem mais complicada baseada em um arranjo de múltiplos eletrodos para detecção e interrupção da fibrilação atrial. Agora, apresentamos uma nova tecnologia para atingir esse objetivo . "

Testado em modelos de pequenos animais, o novo dispositivo oferece funções além das de um marca-passo tradicional. Enquanto um marca-passo só pode fornecer uma imagem geral do coração (esteja ou não o coração batendo), o dispositivo transitório fornece uma imagem mais matizada. Ele não só pode restaurar os ritmos cardíacos normais, mas também pode mostrar quais áreas do coração estão funcionando bem e quais não estão. A natureza transparente do dispositivo também permite que os pesquisadores mapeiem opticamente muitos parâmetros físicos cardíacos importantes por meio do dispositivo para estudar melhor a função cardíaca e os mecanismos das doenças cardíacas .

Após um período clinicamente relevante, o dispositivo – que é feito de materiais biocompatíveis aprovados pela Food and Drug Administration dos EUA – simplesmente se dissolve em produtos benignos. Semelhante aos pontos absorvíveis, o dispositivo se degrada e depois desaparece completamente por meio dos processos biológicos naturais do corpo. A natureza bioabsorvível do dispositivo pode reduzir os custos de saúde e melhorar os resultados dos pacientes, evitando complicações de extração cirúrgica e diminuindo os riscos de infecção.