Bebês com defeitos cardíacos na câmara inferior precisam passar por várias cirurgias invasivas logo no início. A primeira cirurgia envolve a implantação de um tubo plástico chamado shunt para ajudar o fluxo sanguíneo. Esse shunt precisa ser substituído com o crescimento do corpo de crianças.
Cientistas criaram uma derivação que pode se expandir com a luz para reduzir o número de cirurgias de tórax aberto que essas crianças recebem.
Por meio deste estudo, os cientistas pretendem expandir o interior do tubo com um cateter emissor de luz que precisa ser inserido dentro do shunt. Isso eliminará a necessidade de cirurgias adicionais.
Defeitos cardíacos congênitos afetam os ventrículos do coração. Isso restringe o fluxo sanguíneo para os pulmões e outras partes do corpo. Crianças com essas condições não conseguem sobreviver sem cirurgias.
Frequentemente nascidas abaixo do tamanho normal, as crianças podem aumentar após a primeira cirurgia de implantação de shunt. Para acompanhar o crescimento, elas precisam passar por mais cirurgias para substituir o shunt.
Em um estudo com 360 pacientes submetidos ao procedimento inicial de reconstrução cardíaca, 41 precisaram de cirurgias adicionais para implantar uma derivação mais significativa, e sete morreram como resultado.
Anteriormente, os cientistas criaram um protótipo expansível para substituir o tipo de derivação mais comum. Eles revestiram o interior da derivação com um hidrogel exclusivo feito de polímeros cheios de água ligados por ligações cruzadas. Quando novas ligações cruzadas se formam, elas empurram a água para fora do hidrogel, fazendo com que ele encolha e o interior da derivação se expanda. Em seu primeiro design, as ligações cruzadas se formaram independentemente, sem a necessidade de um gatilho externo.
Cientistas agora reprojetaram o shunt para uso clínico mais seguro, de modo que ele possa ser ajustado para atender às necessidades de crianças individuais. Eles conseguiram isso desenvolvendo novos polímeros para um hidrogel que formaria novas ligações cruzadas e aumentaria o diâmetro interno do shunt em resposta a um gatilho.
Para iniciar a reticulação, os cientistas decidiram usar luz azul, pois esse comprimento de onda carrega energia suficiente para iniciar a reação, mas é seguro para tecidos vivos.
Christopher Rodell apresentou a pesquisa e disse: “A luz sempre foi um dos meus gatilhos favoritos porque você pode controlar quando e onde aplicá-la.”
Cientistas usam um cateter de fibra óptica para o novo dispositivo, essencialmente um tubo longo e fino com uma ponta emissora de luz. Para ativar o hidrogel sensível à luz no shunt, os cirurgiões planejam inserir um cateter através de uma artéria perto da axila do bebê e guiá-lo até o lugar. Este método evitaria a necessidade de abrir o peito do bebê.
Em testes de laboratório, eles descobriram que o shunt poderia ser expandido gradualmente com base em quanto tempo ele foi exposto à luz. Isso significa que após a implantação, o shunt pode ser ajustado para atender às necessidades de cada criança. Eles aumentaram o diâmetro do shunt de 3,5 para 5 milímetros, quase igualando o tamanho dos maiores shunts usados em crianças. Eles também verificaram como as células sanguíneas e os vasos reagiam ao shunt e não encontraram sinais de coágulos sanguíneos, inflamação ou outros problemas de saúde.
Cientistas planejam testar protótipos de derivação de comprimento total em uma configuração artificial imitando o sistema circulatório humano. Se os experimentos forem bem-sucedidos, eles passarão para experimentos com animais.
Rodell disse: “Essa tecnologia pode ser útil além de distúrbios cardíacos de ventrículo único. Os cirurgiões podem, por exemplo, usar tubos semelhantes para substituir vasos sanguíneos em crianças feridas em um acidente de carro.”
“Nesses procedimentos, você encontra o mesmo problema: crianças não são apenas adultos minúsculos; elas continuam a crescer. Precisamos levar isso em conta em biomateriais, como esse enxerto se comportará ao longo do tempo.”
Os pesquisadores apresentarão seus resultados na reunião de outono da Sociedade Química Americana (ACS).
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