12ª edição - Novembro
Nesta edição: Novidades Científicas, Magma Talks e Workshop Siemens
Novidades Científicas
Gel Bioativo e com libertação controlada de fármacos para regeneração de cartilagem
A osteoartrite caracteriza-se pela perda progressiva e destruição da cartilagem articular, podendo levar à deformação e imobilização da articulação. Devido à sua natureza debilitante e a sua prevalência globalmente, esta patologia impõe um significativo peso socioeconómico para os indivíduos e sistemas de saúde. A regeneração da cartilagem em pacientes afetados por esta patologia permanece até hoje um desafio clínico.
No seguinte estudo, foi proposta uma abordagem de tratamento através de um hidrogel ultradurável com múltiplas bioatividades e propriedades rápidas de memória de forma para regeneração de cartilagem sem o uso de células. Este hidrogel mostrou uma alta resistência à fratura de 1,1 MPa, propriedades mecânicas estáveis durante 28000 ciclos de tração e uma promissora capacidade de memória de forma, tornando-o adequado para cirurgia minimamente invasiva e mantendo a integridade da rede durante a constante estimulação mecânica do movimento articular.
Para além disso, a introdução de ácido tânico em conjunto com este hidrogel permitem uma aderência tecidual adequada para imobilização in situ e a libertação preferencial após a implantação in vivo, que resultou em supressão de reações inflamatórias, eliminação de espécies reativas de oxigênio superexpressas e prevenindo possível colonização bacteriana para restabelecer um microambiente apropriado para a implantação de células-tronco mesenquimais da medula óssea
Mais informações: [1]
Dispositivos integrados sem fios e sem bateria para monitorização e avaliação de agentes patogénicos respiratórios
Todos nós assistimos à crise causada pelo coronavírus SARS-CoV-2, responsável por milhões de mortes globalmente e altamente contagiosa. A disseminação ocorre principalmente pela respiração e exalação, tornando crucial a deteção precoce para implementação de políticas de prevenção e alocação eficiente de recursos de saúde.
Atualmente, as tecnologias para diagnóstico através da respiração são subdesenvolvidas e desafiadoras, enfrentando barreiras técnicas na coleta rápida, identificação on-site do vírus exalado e na análise multifuncional da gravidade dos sintomas.
Estudos pioneiros relacionados à respiração se limitam a simulações e triagem de antígenos em laboratório, apresentando limitações como ensaios visuais de ácido nucleico, seletividade estreita de produtos e sistemas intensivos em energia, restritos a configurações com recursos limitados.
Desta forma, este estudo apresenta desenvolvimentos em coleta biónica de amostras de respiração e exalação, design de sensores multifuncionais, análise por machine learning e integração de sistemas sem baterias, permitindo uma análise rápida e multifuncional da infecção viral por respiração e exalação em um minuto, sem a necessidade de pré-tratamento da amostra.
Quando colocada em prática esta proposta, revelou-se uma elevada precisão dos resultados, especialmente quando os testes decorrem durante maiores períodos de tempo. Estes resultados demonstram a versatilidade deste método, promovendo alternativas não invasivas para diagnóstico e previsão de infeção viral. Considerando vias de transmissão semelhantes, teoriza-se ainda que esta metodologia pode ser adaptada para outras doenças respiratórias infecciosas.
Mais informações: [1]
Neuroestimulador bioabsorvível atuante sob demanda
Pesquisadores apresentam um avanço significativo na área biomédica com o desenvolvimento de um neuroestimulador bioabsorvível sob demanda. Este dispositivo oferece eletroterapia confiável para tratar neuropatias periféricas, com a vantagem de ter uma vida útil gerenciável. A inovação foi possível através da transiência mediada por ultrassom do neuroestimulador, que responde à variação na pressão acústica de acordo com a intensidade do ultrassom incidente.
Num ultrassom de baixa intensidade (inferior a 1,0 W cm−2), o neuroestimulador mantém seu processo transitório inativo, gerando impulsos elétricos consistentes que promovem a mielinização do nervo ciático. Por outro lado, o ultrassom de alta intensidade (mais de 3,0 W cm−2) desencadeia a desintegração in vivo do neuroestimulador, permitindo a eliminação do dispositivo sob demanda, conforme as necessidades clínicas e a situação do paciente.
Os pesquisadores validaram a biocompatibilidade do neuroestimulador bioabsorvível sob demanda, observando ausência de respostas imunológicas, citotoxicidade ou genotoxicidade. As partículas desintegradas pelo ultrassom de alta intensidade não apresentaram consequências adversas à saúde. Além disso, estudos de condução nervosa e análises histopatológicas demonstraram os benefícios terapêuticos do neuroestimulador, proporcionando melhorias nas velocidades de condução e potenciais de ação em modelos de lesões nervosas periféricas.
A eletrónica bioabsorvível representa um avanço promissor nos campos de engenharia biomédica e medicina, eliminando a necessidade de cirurgias de extração pós-tratamento. No entanto, desafios em relação ao mecanismo transitório desses dispositivos levaram os pesquisadores a desenvolver o neuroestimulador sob demanda, que pode ativamente controlar a vida útil do dispositivo implantado usando ultrassom. Este avanço promete personalizar o tratamento de pacientes, eliminando a necessidade de cirurgias para remoção do dispositivo, adaptando-se às circunstâncias específicas de cada paciente.
Mais informações: [1]
Visualização da propagação do cancro através de modelos computacionais
Engenheiros biomédicos da Universidade Duke aprimoraram significativamente as capacidades de um modelo computacional que simula o movimento de células cancerígenas individuais em longas distâncias dentro do corpo humano. Chamada de "Refinamento Adaptativo de Física (APR)", a abordagem captura interações celulares detalhadas e os seus efeitos na trajetória celular, oferecendo insights valiosos sobre os deslocamentos de células cancerígenas metastáticas.
O estudo, apresentado em 15 de novembro de 2023, na Conferência Internacional de Computação de Alto Desempenho, Redes, Armazenamento e Análise (SC23), aborda a dinâmica de como as células cancerígenas navegam pelos vasos sanguíneos do corpo, uma questão crítica e complexa nos estudos do cancro, essencial para a detecção precoce e tratamento direcionado.
O desafio reside na necessidade de modelar o movimento de cada célula sanguínea vermelha em todos os vasos sanguíneos do corpo, o que é computacionalmente inviável. Para contornar essa limitação, a equipe, liderada por Sayan Roychowdhury, ampliou um algoritmo existente para incluir interações com milhões de células sanguíneas vermelhas vizinhas, criando uma janela de alta resolução que rastreia a célula de interesse enquanto ela se move pela circulação sanguínea.
O algoritmo eficiente foi demonstrado em uma simulação de um centímetro da trajetória de uma célula cancerígena, usando apenas um nó no Amazon Web Services (AWS) por 500 horas. O Adaptive Physics Refinement reduziu drasticamente a demanda de memória computacional, tornando as simulações de grande escala mais acessíveis.
Os resultados representam um avanço significativo nas capacidades de computação de alto desempenho, com implicações importantes para laboratórios que estudam cancro ou desenvolvem dispositivos biomédicos. A abordagem poderia facilitar a compreensão mecânica e física da metástase do câncer, isolando fatores difíceis de estudar experimentalmente. Além disso, promete democratizar a modelagem computacional em escala celular, permitindo que pesquisadores sem acesso aos maiores supercomputadores do mundo estudem a dinâmica do câncer.
Mais informações: [1]
Workshops e Eventos
Workshop Siemens
Workshop Accelerate Financial Process Transformation c/ Siemens, 5 de dezembro, 16h, PRESENCIAL nos escritórios da Siemens, em Alfragide. Inclui certificado, momento de networking e visita exclusiva às instalações da empresa. Mais informações e inscrições aqui.
Magma Talks
Magma Talks - as iniciativas onde vão ter oportunidade de ter conversas com profissionais experientes, de empresas de renome, que irão partilhar convosco valiosos conselhos para a vida académica e profissional. Podem saber mais sobre as sessões e inscrever-se aqui.
