Nova pele artificial possibilita sentir dor – uma inovação revolucionária

A dor pode não ser desejável, mas é essencial para a sobrevivência. Um mecanismo de defesa eficaz e sofisticado, a dor é a maneira que nosso corpo tem de nos dizer que algo está errado e que devemos tomar medidas imediatas para evitar lesões.

A pele – o maior órgão do corpo – está constantemente monitorando a dor. Ele pode desencadear ações para evitar a dor automaticamente por meio de reflexos, por exemplo, quando tocamos algo perigosamente quente.

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Agora, pesquisadores da RMIT University em Melbourne, Austrália, criaram uma pele artificial que imita esse mecanismo e reage a estímulos de dor.

Feita de borracha de silicone, ela tem a textura da pele real e também é “muito semelhante à pele em suas propriedades mecânicas”, diz Madhu Bhaskaran, professor de engenharia da Universidade RMIT e pesquisador-chefe do projeto.

Isso pode levar a inovações revolucionárias em próteses e robótica.

Resposta rápida

Assim como a pele real, a versão artificial foi projetada para reagir quando a pressão, o calor ou o frio ultrapassam o limiar da dor. Suas camadas externas formam um emaranhado de circuitos eletrônicos cravejados de sensores, que respondem a estímulos.

“O fascinante sobre o nosso corpo é que ele funciona enviando sinais elétricos para o sistema nervoso central”, diz Bhaskaran. Os circuitos eletrônicos funcionam de maneira semelhante e são igualmente rápidos, explica ela.

Quando tocamos em algo que está queimando, os receptores de dor em nossa pele enviam um sinal elétrico através de nossos nervos para o cérebro. O cérebro envia seu próprio sinal elétrico para iniciar uma resposta – por exemplo, um reflexo de retirada para mover o membro afetado para longe do calor.

Da mesma forma, quando um dos sensores na pele artificial detecta um estímulo de dor, ele envia um sinal elétrico para as partes da estrutura que imitam o cérebro, diz Bhaskaran. Isso pode ser programado para disparar um movimento.

“A chave aqui são os limites”, diz Bhaskaran. Ela explica que embora sintamos estímulos constantemente, só reagimos quando o estímulo ultrapassa um limite, “como tocar em algo muito quente.”

O cérebro e a pele comparam estímulos e identificam quais são perigosos, diz ela. Ao criar a pele artificial, os cientistas estabeleceram esses limites para a eletrônica que imita o cérebro.

O resultado é uma pele artificial que pode diferenciar entre o toque suave de um alfinete ou uma punhalada dolorosa.

Próteses inteligentes

A nova pele artificial pode ajudar a criar próteses inteligentes cobertas com uma pele funcional que reage à dor como membros humanos, permitindo ao usuário saber se está tocando em algo que pode causar danos.

“Percorremos um longo caminho com as próteses, mas o foco tem sido fortemente nas ações motoras que o membro protético pode realizar”, diz Bhaskaran. Como os membros artificiais convencionais não têm pele, eles não sentem os perigos externos. “Ter uma camada parecida com a da pele o tornaria muito mais natural”, diz ela.

Steve Collins, especialista em próteses e exoesqueletos da Universidade de Stanford nos Estados Unidos, que não está envolvido com o projeto, concorda.

“Quando uma pessoa perde uma parte de seu membro na amputação, ela perde não apenas ossos e músculos, mas também órgãos somatossensoriais “, diz ele, referindo-se a órgãos que proporcionam sensações como calor ou pressão.

Embora a estrutura e o movimento tenham recebido muita atenção no design da prótese, a detecção pode ser a chave para obter um desempenho semelhante ao humano com membros artificiais, acrescenta.

Peter Kyberd, um professor de engenharia da Universidade de Portsmouth que criou o primeiro membro protético controlado por microprocessador do mundo em 1998, diz que acha o trabalho interessante.

“A maioria das tentativas atuais de fornecer feedback das próteses ao usuário não resultou em nenhuma melhoria no função no uso diário “, diz ele. Grande parte do problema é que “o tipo e a qualidade dos sinais de feedback são muito ruins”, diz ele, acrescentando que há um longo caminho a percorrer antes que a pele possa ser usada rotineiramente em próteses.

A pele artificial também tem potencial para ser usada em enxertos de pele, diz Bhaskaran. O enxerto artificial pode ser uma medida temporária que eventualmente é substituída por pele real, ou pode ser aplicado como enxerto permanente quando o uso de pele real não for viável. A pele também pode ser usada para criar luvas cirúrgicas inteligentes – substituindo a sensibilidade que geralmente é perdida ao usar coberturas para as mãos.

A mais avançada de todas as aplicações é a robótica, onde a pele artificial com detecção de dor não só forneceria funcionalidade natural, mas também imbuiria um robô humanóide em potencial com a capacidade de sentir dor – um passo intrigante não apenas tecnologicamente, mas filosoficamente também.

Bhaskaran diz que a ideia tem potencial, mas ela está se concentrando em objetivos mais imediatos: “Por enquanto, precisamos trabalhar em estreita colaboração com pesquisadores biomédicos para ver como podemos levar isso para a próxima etapa. O objetivo é torná-lo muito mais realista e integrado em aplicações da vida real. “