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Engenharia e medicina lado a lado: na criac?a?o de proto?tipo terape?utico a laser

03 de Março de 2021 às 12:30

Pacientes que apresentam processos inflamatórios ou problemas vasculares, bem como aqueles que desejam retardar o processo natural de envelhecimento, podem ser direcionados, eventualmente, para uma terapia alternativa conhecida como ILIB — do inglês, Intravascular Laser Blood Irradiation, ou Irradiação Intravascular do Sangue a Laser. Trata-se de um método terapêutico introduzido nos anos 80, muito utilizado na antiga União Soviética por atletas de alto desempenho, que consiste em irradiar um feixe concentrado de luz no sangue de um paciente, diretamente dentro da veia, por meio de um cateter.

“O laser possui grande valor na medicina graças às propriedades únicas de seu tipo de luz: a monocromaticidade, a coerência, a direcionalidade e o alto brilho, formando um feixe estreito que concentra toda a radiação emitida. Sua utilização é bastante importante não apenas em diagnósticos, mas também em tratamentos terapêuticos. Os efeitos da irradiação do laser de baixa intensidade consistem em promover reações químicas que alteram o metabolismo e que se propagam em cadeia. No caso da ILIB, quando o sangue absorve a luz vermelha, ocorre o aumento na síntese da superóxido dismutase, que é a enzima mais importante na regulação do sistema oxidativo do corpo humano”, explica o pesquisador Luiz Fernando Vieira.

Luiz Fernando Vieira é engenheiro e acumula cerca de dez anos na área de design de produtos. Fotos: Paulo Ribeiro

Vieira não é médico. Em vez disso, ele é engenheiro, acumulando quase dez anos de experiência na área de design de produtos, em indústrias diversas. A sua pesquisa de mestrado, desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Processos Tecnológicos e Ambientais da Universidade de Sorocaba (Uniso), é a sua primeira experiência na área da saúde. O projeto surgiu por meio da colaboração com um médico de Sorocaba, que estava interessado no desenvolvimento de um novo equipamento eletrônico portátil capaz de atender aos requisitos para a terapia ILIB modificada, que, ao contrário daquela desenvolvida na União Soviética, não é um procedimento invasivo, uma vez que a estimulação pelo laser acontece de forma tópica, sobre a pele, sem a necessidade de uma punção venosa.

Vieira conta que existem equipamentos comercializados no mercado brasileiro que já permitem realizar a terapia ILIB de maneira tópica, mas que nenhum deles é portátil, o que pode tornar a terapia desconfortável tanto para o paciente quanto para o profissional da saúde. Esse é o grande diferencial do seu protótipo. “Neste dispositivo, a luz do laser é produzida pela passagem de corrente elétrica por um diodo. O aparelho é compacto, pesando apenas 142 gramas, e apresenta formato anatômico. Ele é alimentado por uma bateria cuja autonomia equivale a cinco sessões de 30 minutos, o que dispensa a necessidade de cabos e permite a liberdade de movimentos para o paciente durante a sessão”, ele destaca.

Desenvolvido em formato de pulseira, o dispositivo conta com quatro emissores de laser, cujo comprimento de onda e cuja potência atendem às especificações médicas, de acordo com os testes desenvolvidos. Os emissores devem ser posicionados sobre a artéria radial, que passa pelo pulso e costuma ser a mais exposta em todas as pessoas, independentemente do porte físico — diferentemente da carótida, no pescoço, que pode ser mais ou menos exposta dependendo da camada de gordura.

O pesquisador conta que, uma vez em posse de um protótipo funcional desenvolvido, o próximo passo é utilizá-lo em testes clínicos, com seres humanos, para que seja possível desenvolver protocolos médicos para o uso adequado do aparelho (sempre com a supervisão de um profissional da saúde). Esse é um longo processo, que depende da obtenção de certificações pelos órgãos fiscalizadores competentes, antes que o produto possa ser produzido de forma serializada e, finalmente, comercializado em território nacional.

Para saber mais: Como é gerado um feixe de laser?

Para responder essa pergunta, faz-se necessário entender como funciona a própria luz. Essa é uma questão que, durante muito tempo, intrigou os cientistas, como conta Vieira: “A natureza da luz não pode ser definida apenas por um comportamento ondulatório ou por um comportamento corpuscular, mas sim por uma dualidade onda-partícula. A propagação da luz é explicada por suas características ondulatórias, enquanto a interação entre a luz e a matéria é explicada por suas propriedades de partícula.” Os elétrons, as partículas de carga negativa de um átomo, giram ao redor dos núcleos, que apresentam carga positiva, e isso acontece em órbitas denominadas “níveis energéticos”. Quando um elétron ganha ou perde energia, na forma de fótons — como são chamadas as partículas que compõem a luz —, eles saltam de uma órbita para outra. “É justamente dessa forma que a luz laser é produzida, pela emissão de fótons que ocorre quando os elétrons decaem de seus níveis energéticos (do nível de maior energia para o de menor energia) de maneira estimulada. Quando estimulados, todos esses fótons se comportam de maneira idêntica, podendo ser direcionados para formar um feixe de laser, que nada mais é, portanto, do que um feixe de luz concentrada”, explica o pesquisador.

A ideia da pesquisa é propor um produto funcional, a partir das especificações fornecidas por um colaborador da área da saúde. Foto: Paulo Ribeiro

 

Com base na dissertação “Desenvolvimento de dispositivo portátil para irradiação extravascular a laser do sangue - ELIB Device”, do Programa de Pós-Graduação em Processos Tecnológicos e Ambientais da Universidade de Sorocaba (Uniso), com orientação do professor doutor Norberto Aranha, aprovada em 27 de junho de 2019. Clique aqui e confira.