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Materiais Avançados

Orelha biônica impressa em 3D consegue ouvir rádio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/05/2013

Orelha biônica impressa em 3D mescla biológico e eletrônico
O projeto e construção de órgãos biônicos que melhorem a capacidade dos sentidos humanos é normalmente conhecida como cibernética.
[Imagem: Frank Wojciechowski]

Cientistas da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, usaram uma impressora 3D comum para fabricar uma orelha artificial.

No atual estágio, a orelha impressa só consegue "ouvir" frequências de rádio - frequências diferentes da faixa audível, muito acima da faixa que o ouvido humano consegue detectar.

A chamada bioimpressão, a impressão de tecidos biológicos, tem sido pesquisada com vistas à criação de órgãos artificiais - recentemente, outra equipe apresentou uma orelha artificial também impressa em 3D e usando células vivas.

Manu Mannoor e seus colegas, contudo, querem ir além dos órgãos biológicos naturais.

Seu objetivo é demonstrar a possibilidade de mesclar circuitos eletrônicos com tecidos biológicos ou biologicamente compatíveis, eventualmente aumentando a capacidade dos sentidos humanos.

Cibernética

O projeto e a construção de órgãos biônicos que melhorem a capacidade dos sentidos humanos são normalmente conhecidos como cibernética.

"Este campo tem potencial para produzir peças de reposição customizadas para o corpo humano, ou até mesmo criar órgãos com capacidades além do que a biologia humana ordinariamente fornece," escreve o grupo no artigo que descreve o trabalho.

A orelha artificial foi criada por uma impressão 3D que, em vez de resina, usou células vivas e nanopartículas.

Depois de inserirem uma pequena antena em forma de bobina para captação das ondas eletromagnéticas, foi utilizada uma cultura de células de cartilagem para que a antena fosse mesclada à orelha, criando uma orelha biônica.

"Pesquisadores têm sugerido várias estratégias para adaptar o sistema eletrônico para que a fusão [com a parte biológica] seja mais simples. Isso normalmente é feito colocando uma folha 2D com a eletrônica sobre a superfície do tecido. Nosso trabalho sugere uma nova abordagem - construir e fazer crescer a biologia com a eletrônica de uma forma sinergética e em um formato 3D entrelaçado," disse o professor Michael McAlpine, coordenador do estudo.

Neste caso, a impressão 3D torna-se uma abordagem alternativa à técnica tradicional no crescimento de tecidos artificiais, que normalmente usa suportes, conhecidos como andaimes, onde as células são cultivadas.

A técnica permitiu que os pesquisadores combinassem a antena eletrônica com o tecido vivo dentro da topologia altamente complexa de um ouvido humano, demonstrando o potencial da nova abordagem.

Orelha biônica

A orelha biônica consiste de uma antena em espiral no interior de uma estrutura de cartilagem.

Dois fios em espiral formam a "cóclea" artificial - a parte do ouvido que detecta o som. Suas extremidades podem ser conectadas a eletrodos.

Embora os pesquisadores reconheçam que muito trabalho precisa ser feito antes que a tecnologia possa ser usada em um paciente, McAlpine afirma que, em princípio, a orelha biônica poderia ser usada para restaurar ou até melhorar a audição humana.

Segundo ele, os sinais elétricos produzidos pelo ouvido artificial poderiam ser acoplados a terminações nervosas do paciente, de forma semelhante a um implante auditivo.

Da forma que está, a orelha biônica só capta ondas de rádio, que não servem diretamente para nada para um ser humano, mas a equipe afirma que pretende incorporar outros dispositivos além de antenas, como sensores eletrônicos sensíveis à pressão, para permitir que a orelha ouça de verdade, ou seja, capte sons.

Bibliografia:

Artigo: A 3D Printed Bionic Ear
Autores: Manu S Mannoor, Ziwen Jiang, Teena James, Yong Lin Kong, Karen A Malatesta, Winston Soboyejo, Naveen Verma, David H Gracias, Michael C. McAlpine
Revista: Nano Letters
Vol.: Just Accepted Manuscript
DOI: 10.1021/nl4007744






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