Chip injetável usa ultrassom para monitorar o corpo

A cada dia os dispositivos eletrônicos utilizados na área da saúde se tornaram cada vez menores. Em pouco tempo a tecnologia evoluiu de chips com mil transistores para chips com dezenas de bilhões e, quanto maior a capacidade, menor o tamanho.

Em Columbia, o menor sistema autônomo de chip único conhecido pela equipe suporta alimentação e comunicação bidirecional e possui cerca de 300 x 300 mícrons [um mícron = 0,001 mm]. “O que estamos fazendo é um exemplo de dispositivo onde o chip é todo o sistema. Não há nada mais; sem matriz de sensores externos, sem antena externa, sem bateria externa, não há nada externo”, explicou o americano Ken Sheperd, professor de engenharia elétrica e biomédica e criador do chip

Ao invés de ondas de rádio, cujo comprimento é muito grande para o tamanho do chip, é alimentado e comunicado com acústica, não eletromagnética, e as ondas sonoras “viajam facilmente pelo corpo”, acrescentou Sheperd.

O chip criado na Universidade de Columbia mede a temperatura e aumenta a ultrassonografia, enviando uma onda sonora para o corpo, e quando há incompatibilidade acústica – a resistência que um feixe de ultrassom encontra ao passar pelo tecido – devido a diferentes materiais ou interfaces em seu corpo, isso reflete parte dessa energia acústica de volta para quem está fazendo a imagem.

O chip é alimentado via coleta de energia do feixe de ultrassom, com um material piezoelétrico que converte som em eletricidade. Quando é aplicada uma onda de pressão ao material – o som –, ele fica um pouco comprimido, o que gera a voltagem usada para alimentar o chip. Ele utiliza ultrassom de cerca de cinco megahertz.

Com cinco megahertz, podemos chegar a cerca de 6 a 7 cm de profundidade antes que a atenuação do ultrassom se torne muito grande”, afirmou Sheperd. Os chips são implantados com uma agulha hipodérmica e podem ser removidos da mesma maneira, guiando a agulha com ultrassom.

Design e diagnóstico

O design foi desenvolvido para fornecer informações adicionais a um gerador de imagens de ultrassom – e isso pode ser usado em quase qualquer contexto: medir a aplicação de calor, por exemplo. “Também pode haver biomarcadores específicos que você está procurando, fazendo imagens de ultrassom contínuas ao longo do tempo para verificar se um tumor não voltou”, exemplificou.

O dispositivo pode ser usado de duas maneiras: permanentemente onde é implantado ou removido após o uso – mas a equipe admite que muito mais testes precisam ser feitos para entender as consequências a longo prazo de ter algo assim no corpo. O pesquisador ressaltou que, atualmente, também há muito interesse em interfaces para o sistema nervoso central – cérebro/computador e por dispositivos que fazem interface com o sistema nervoso periférico, para controle da dor, por exemplo, e outras interações com o sistema nervoso autônomo, como controle da pressão arterial.

fonte: Science Focus