Ciência
– Mundo Cientifico –
Músculos artificiais simulam movimento do coração
Por Discovery Brasil
24 de março de 2014
Ao contrário do que a maioria de nós
imagina, o coração não funciona exatamente como uma bomba, com uma ação de
bombeamento simples. Ao invés disso, ele na verdade usa um movimento mais
parecido com a torção de uma toalha. Quando ele se contrai, sua base gira no
sentido anti-horário, enquanto a parte superior gira no sentido horário. Os
cientistas chamam esse movimento de torção ventricular esquerda.
Na verdade, o coração não é o único a
fazer isso. Nosso corpo está repleto de músculos que dobram, torcem, estendem e
flexionam de formas bem complexas. E o desafio dos engenheiros tem sido buscar
sistemas robóticos que atuem de forma semelhante – mas até então não haviam
conseguido evoluir muito.
Agora, um time de pesquisadores da
Universidade de Harvard desenvolveu um modelo de baixo-custo, programável, com
um material macio que dá novas esperanças à missão. Os pesquisadores
demonstraram o potencial do material, usando-o para replicar o movimento
biológico do coração, além de desenvolverem um modelo virtual em 3D com as
mesmas características.
“A maioria dos modelos de coração
usados hoje não imitam o movimento 3D”, disse Ellen Roche, um dos pesquisadores
de Harvard. “Eles levam em conta apenas o bombeamento”. Esses modelos não
consideram o movimento de torção do coração, usado para bombear o sangue
propriamente.
O coração se move dessa forma por
causa de suas fibras musculares, orientadas em espiral na mesma direção e que
trabalham juntas para realizar o movimento.
Para imitar essas fibras musculares,
a equipe primeiro desenvolveu um músculo artificial pneumático modificado
(PAM), feito de materiais moles e flexíveis, como o elastômero de silicone com
uma malha trançada de reforço. Quando recebe ar sob pressão, o músculo se
contrai, assim como músculos biológicos, mas apenas em uma direção.
A equipe então incorporou vários
desses músculos artificiais dentro de uma matriz feita do mesmo material macio.
Ao alterar sua orientação e configuração e aplicando pressão, eles foram
capazes de alcançar vários movimentos em mais do que uma direção, imitando o
movimento real do coração.
Eles calcularam os valores de tensão
e força em uma série de situações e a partir disso desenvolveram um novo modelo
de computador que simula seus padrões de movimento em 3D.
Para que serve o
novo modelo?
Os cientistas ainda estão longe de
criar um coração artificial que possa reproduzir fielmente o trabalho de um
coração biológico e ser usado em pacientes cardíacos.
Contudo, este novo modelo pode ajudar
no melhor treinamento de cirurgiões, o que o torna um laboratório para o estudo
e desenvolvimento de tratamentos para essas condições. Ele também abre novas
possibilidades para uso na robótica e em dispositivos que auxiliam outros
órgãos.
Um bom exemplo foi a simulação feita
de um ataque cardíaco. Desativando seletivamente certas PAMs dentro da matriz
criada, a equipe conseguiu simular o tipo de dano que acontece com o músculo
cardíaco, sob certas condições de doença. No caso de um ataque cardíaco, o coração
exibe o ventrículo esquerdo, menos pronunciado devido a lesão local que se
estende pela parede do coração.
Texto em PDF:
Disponível em < http://noticias.discoverybrasil.uol.com.br/musculos-artificiais-simulam-movimento-coracao/
> Acesso dia 24 de março de 2014.
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