Ciência para cego sentir

Projeto inovador faz réplicas aumentadas de células em três dimensões com o objetivo de incluir alunos deficientes visuais no estudo científico.

Monócito (célula do sangue) em três dimensões desenvolvido pela Universidade Federal do Espírito Santo em parceria com o Instituto Nacional de Tecnologia. (foto: Divulgação)

Estudar ciência no Brasil nunca foi fácil. A maioria das escolas não dispõe de material adequado para cativar os alunos. No caso dos estudantes com necessidades especiais, a precariedade de equipamentos didáticos de apoio costuma ser ainda maior.

O objetivo é difundir o estudo científico entre estudantes cegos ou com baixa visão, de maneira que eles consigam, por meio do tato, conhecer o formato das células

Pensando nisso, um projeto da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes), com a colaboração do Instituto Nacional de Tecnologia (INT), inovou ao desenvolver réplicas aumentadas de células em três dimensões. O objetivo é difundir o estudo científico entre estudantes cegos ou com baixa visão, de maneira que eles consigam, por meio do tato, conhecer o formato das células.

“Certa vez, conversando com o professor Athelson Bittencourt, responsável pelo Museu de Ciências da Vida da Ufes, ele me relatou que já havia recebido visitas de estudantes cegos ou com visão imperfeita e não sabia que estratégia didática utilizar com eles”, conta o imunologista Marco Guimarães, pesquisador da Ufes e coordenador do projeto, que teve início em 2011. “Foi assim que tivemos a ideia de elaborar células em três dimensões.”

Para confeccionar o material, os pesquisadores geram, no Laboratório de Ultraestrutura Celular da Ufes, modelos digitais a partir de imagens reais das células. Esses modelos são obtidos com técnicas de microscopia eletrônica de transmissão – essa tecnologia possibilita que a estrutura celular seja reproduzida de forma proporcional à verdadeira.

Modelos tridimensionais de leucócitos sanguíneos obtidos com técnicas de microscopia eletrônica de transmissão, que permitem reproduzir proporcionalmente a estrutura celular. (imagem: Divulgação)

Após o desenvolvimento da estrutura digital, os modelos são enviados para a equipe dodesigner de produtos Jorge Roberto Lopes dos Santos, do INT, onde são materializados por meio de uma impressora 3D. As réplicas produzidas passam a integrar o acervo permanente do Museu de Ciências da Vida da Ufes.

Inovação e inclusão

“Professores de biologia celular costumam fazer modelos de célula com isopor e massinha de modelar, por exemplo”, contextualiza Guimarães. E acrescenta: “Já existem no mercado alguns projetos similares ao nosso. Mas essa é a primeira vez em que a célula impressa é oriunda de um modelo digital baseado em uma célula verdadeira.”

Já estão à disposição dos alunos dois modelos de células sanguíneas

Já estão à disposição dos alunos dois modelos de células sanguíneas: um monócito e um neutrófilo, que são tipos de leucócitos (glóbulos brancos), integrantes do sistema imunológico. Outros tipos celulares estão em processo de produção. A intenção dos pesquisadores é imprimir todas as células do sangue ao longo de 2014 para depois partir para a impressão de tecidos.

“Esperamos que um dia esse trabalho possa estar à disposição de estudantes cegos em todo Brasil”, finaliza Guimarães.

Gabriel Toscano
Ciência Hoje On-line

http://cienciahoje.uol.com.br/blogues/bussola/2014/05/ciencia-para-cego-sentir

Pesquisa da Unicamp obtém pó que vira osso, para substituir implantes

'Cimento' poderá ser usado em próteses para o rosto e pescoço. 
Aluno da Unicamp conseguiu chegar ao material puro, de mais rendimento.

Do G1 Campinas e Região

Pesquisador da Unicamp obtém 'cimento ósseo'
para  implantes (Foto: Guinea Cardoso)

O engenheiro mecânico e pesquisador da Unicamp Hugo Cardoso desenvolveu um material puro que poderá ser usado em próteses e substituir as ligas de aço nos implantes de face e pescoço. A tese de doutorado, defendida em fevereiro, comprovou que a substância, em pó e diluída em um líquido específico, é 100% adaptável ao corpo e se transforma em osso, além de ser mais leve que os materiais tradicionais, como o titânio. Agora, a segunda fase da pesquisa busca produzir próteses personalizadas em três dimensões. 

O material utilizado pelo pesquisador de 27 anos foi o alfa-fosfato tricálcico, composto de fostato e cálcio que já tinha sido obtido por outros estudiosos, mas sem a pureza necessária para não ser rejeitado pelo organismo. "Não tinha consenso sobre a pureza do material, sempre havia algum contaminante que impedia que o composto chegasse a 100% do rendimento", explica Cardoso.

"Já se sabia que esse material se converte em osso, o que não tinha era ele puro, que foi o que consegui", comentou o pesquisador. Ele explica que estudou as variáveis que influenciam sobre o composto e, a partir da análise, eliminou os fatores que impediam a pureza. "Com base nas variáveis de tempo, temperatura do forno e formas de resfriamento, obtive a pureza do material". 

Segundo Cardoso, o invento é destinado a implantes nas regiões da cabeça e pescoço, já que a resistência do composto é baixa para ser utilizada no quadril ou joelho, por exemplo. "O peso de todo o corpo recaí sobre o joelho, por exemplo, e isso danificaria o implante". Ele apresentou a tese junto à Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp e, por sete meses, conduziu a pesquisa no Instituto de Cerâmica e Vidro de Madri, na Espanha. 

Vantagens sobre as ligas de aço
Cardoso explica que o alfa-fosfato tricálcico, se utilizado para implantes, não precisará ser removido, já que é incorporado pelo osso. "Quando o implante é feito com titânio, por exemplo, em 15 anos a próteses tem de ser trocada e, normalmente, a segunda cirurgia é mais complicada". Além disso, o peso do composto é comparável ao dos ossos, enquanto que as ligas metálicas são mais pesadas e os pacientes podem ter dificuldades na adaptação. 

Outro ponto apontado pelo pesquisador é que a substância pode ser produzida em tamanhos reduzidos e dimensões exatas. As ligas de aço, ele explica, são difíceis de serem limadas para modelação. "Prótese de titânio, por exemplo, são modeladas com mais dificuldade, e isso é uma vantagem do meu material", argumenta. 

Comercialização
O cirurgião plástico e vice-presidente do Hospital Sobrapar, Cassio Eduardo Raposo do Amaral, explicou que o cimento ósseo desenvolvido pelo engenheiro precisa ser testado em animais de laboratório antes de ser inserido em humanos de forma segura.

Hugo Cardoso ressalta, ainda, que uma empresa precisa mostrar interesse na comercialização para que o produto seja inserido no mercado. "O que falta é isso, uma empresa que tenha a intenção em produzir". Segundo ele, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária tem averiguações e testes específicos para que aceitar o composto. 

Ainda de acordo com o pesquisador, a segunda fase das pesquisas, que tem como objetivo conseguir produzir as próteses personalizadas, serão desenvolvidas por outros estudiosos. "Estou trabalhando em uma empresa do ramo e, infelizmente, não terei como desenvolver a pesquisa, mas irei orientar durante um tempo e já há uma equipe para assumir".

Adeus, gesso! Estudante cria acessório que acelera cura de ossos quebrados

 

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Se você já teve "a sorte" de quebrar um braço ou perna, com certeza deve ter passado pela experiência de ter o membro engessado por alguns dias ou semanas para que tudo voltasse ao normal. Há quem goste de colocar o gesso para deixar outras pessoas rabiscarem, mas muita gente acha a sensação bastante incômoda. Mas e se em vez de gesso você usasse um acessório feito a partir de uma impressora 3D?

Esse é o conceito do Cortex, um periférico de plástico que substitui o gesso tradicional por uma cobertura braçal toda vazada que, além de ser mais leve e livre de odores, dispensa todo aquele processo de engessar o braço e ainda permite que o usuário fique com o membro reto, sem precisar dobrá-lo. O projeto foi anunciado em junho do ano passado por Jake Evill, estudante da Victoria University of Wellington, na Nova Zelândia. O molde é impresso em terceira dimensão a partir de um raio X do osso quebrado do paciente.

O Cortex ainda não tem previsão para chegar ao mercado porque ainda está em fase conceito. No entanto, um novo protótipo baseado na mesma ideia promete dispensar de vez o uso do gesso e de quebra agilizar o processo de cura do osso danificado. Trata-se do Osteoid, um exoesqueleto semelhante ao Cortex e equipado com um dispositivo de ultra-som que acelera a cicatrização. As informações são do site The Verge.

Desenvolvido pelo estudante turco Deniz Karasahin, o Osteoid foi o projeto vencedor do Prêmio A'Design 2014, competição voltada para novas ideias na área da impressão 3D. Karasahin e sua equipe contam que o acessório é feito sob medida para cada usuário, é resistente a água e pode ser projetado em várias cores diferentes. "O objetivo é melhorar a experiência de todos quando o assunto é curar membros quebrados ou fraturados, concentrando-se no conforto do paciente e no tempo necessário para o corpo curar-se", dizem.

Dispositivo que emite pulsos de ultra-som ajuda na cicratização de ossos quebrados. (Foto: Deniz Karasahin/A'Design Award)

O sistema de aceleração de cura do exoesqueleto é basicamente um sistema de baixa intensidade de pulsos de ultra-som (LIPUS, na sigla em inglês). De acordo com os criadores, dois conectores são plugados em uma das aberturas do acessório para ficar em contato direto com a pele na área lesada. Feito isso, o usuário com um osso quebrado precisa utilizar a braçadeira durante 20 minutos diários para acelerar o processo de cura, que chega a ser reduzido em 38%, para fraturas mais graves, e em até 80%, para as mais leves.

Para saber como está a recuperação do membro danificado, basta olhar para o gerador de pulsos. Segundo Karasahin, no centro do dispositivo existe um mecanismo de luzes que orienta o usuário sobre o estado do osso fraturado e do tempo de sessão dos pulsos de ultra-som. Por exemplo, se o paciente atingiu o tempo de 20 minutos de utilização do gadget, luzes começam a piscar e mudar de cor, indicando que chegou a hora de encerrar a sessão.

Karasahin afirma que o Osteoid levou quatro meses para ficar pronto. O próximo passo é a criação de um sistema de bloqueio que projete melhor o membro quebrado e acelere ainda mais o processo de cicatrização.

The Osteoid: peça é feita sob medida em uma impressora 3D. (Foto: Deniz Karasahin/A'Design Award)