Rim artificial implantável promete acabar com diálise

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em São Francisco, nos Estados Unidos, apresentaram um modelo de um aparelho que poderá se tornar o primeiro rim artificial implantável, em um desenvolvimento que poderá eliminar a necessidade de diálise e acabar com as filas de transplantes.
Biofiltro
O aparelho contém milhares de filtros microscópicos e um biorreator que replica as funções de equilíbrio metabólico e da água de um rim real.
O rim artificial implantável está sendo desenvolvido em um esforço colaborativo multidisciplinar, que inclui engenheiros, biólogos e médicos de várias instituições dos Estados Unidos.
O tratamento já comprovou ser eficiente - uma versão maior do aparelho e as suas partes constituintes foram testadas com sucesso em modelos animais e em pacientes graves.
O objetivo dos cientistas agora e miniaturizar o equipamento, usando a tecnologia de fabricação de chips para criar um rim artificial "do tamanho de uma caneca de café", além de compartimentos especiais para inserir culturas de células vivas do rim.
Rim artificial implantável
O rim artificial implantável é um equipamento em dois estágios que usa um hemofiltro para remover as toxinas do sangue.
Contudo, mais do que um mero filtro, o equipamento emprega as últimas técnicas de engenharia de tecidos - tecidos biológicos crescidos em laboratório - que permitem que células tubulares renais vivas cresçam em compartimentos adequados dentro do equipamento, fornecendo outras funções biológicas de um rim saudável.
O equipamento funciona com base na pressão do sangue do próprio paciente para realizar a filtragem, dispensando o uso de bombas e, portanto, de baterias ou de uma fonte de energia externa.
A primeira fase do projeto, que já foi concluída, incluiu o desenvolvimento das tecnologias necessárias para miniaturizar o equipamento até um tamanho que possa caber no corpo humano e o teste dos componentes individuais em modelos animais.
Na segunda fase, que começou agora, a equipe está fazendo o trabalho de acabamento mais sofisticado, necessário para dimensionar o rim artificial para seres humanos.
Transplante de rim artificial
Segundo os médicos, o dispositivo poderá ser implantado sem a necessidade de usar supressores imunológicos, permitindo que o paciente leve uma vida mais próxima do normal do que quando ele precisa se deslocar constantemente para fazer diálises ou após receber um transplante de um doador humano.
"Este dispositivo foi projetado para oferecer a maior parte dos benefícios de um transplante de rim, resolvendo o problema do reduzido número de doadores de rins," disse Shuvo Roy, um especialista no desenvolvimento de sistemas microeletromecânicos (MEMS) para aplicações biomédicas.
Segundo Roy, os primeiros rins artificiais vão agora começar a ser testados em modelos animais, e deverão estar prontos para testes clínicos em humanos em um período de cinco a sete anos.

A insuficiência renal crônica, a fase final da doença renal, atualmente só é plenamente tratada com um transplante de rim. O número de pacientes que chegam a esse estágio está aumentando, em parte por causa de lesões renais associada ao diabetes e à hipertensão.

Robô ganha estômago e intestino parar gerar sua própria energia

O dilema das baterias
Comece a estudar robótica e cedo você descobrirá que a área se divide em duas áreas aparentemente opostas, uma altamente entusiasmante, e outra que é quase só frustração.
No lado agradável estão a mecatrônica, a inteligência artificial, sensores extremamente precisos, aprendizado de máquina, computação cognitiva e um sem-número de outros assuntos apaixonantes.
No lado desagradável estão, felizmente sozinhas, as baterias. Não que baterias por si só não sejam desafiadoras, mas elas são sempre um empecilho à criação de robôs autônomos. Qualquer desenvolvimento no "lado agradável" vai esbarrar sempre em limitações no "lado desagradável".
Intestino robótico
Em busca da liberdade para seus robôs, a equipe do Dr. Chris Melhuish, da Universidade de Bristol, na Inglaterra, resolveu adotar uma solução, por assim dizer, biomimética: criar um estômago artificial, capaz de digerir biomassa e gerar a energia necessária para alimentar os circuitos eletroeletrônicos do robô.
A mesma equipe já havia construído um robô capaz de gerar sua própria energia a partir de moscas mortas, mas eles decidiram que seria mais eficiente usar bactérias - além da eficiência, eles poderiam também evitar problemas com as associações dos defensores das moscas.
Contudo, gerar eletricidade a partir de biomassa não é nenhuma novidade e, de fato, cria um problema semelhante ao das baterias: da mesma forma que baterias precisam ser recarregadas, biocélulas microbianas geram rejeitos, que precisam ser descartados periodicamente.
A saída foi então construir também um intestino artificial, por onde o "diarreia-bot" possa excretar o seu cocô robótico.
Ração para robôs
Embora ainda não seja capaz de sair pela floresta e passar meses caçando sua própria comida e coletando dados ambientais, o Ecobot, agora na sua versão III, mostra tecnologias promissoras rumo a uma realidade semelhante a essa.
Testado em um ambiente de laboratório, o Ecobot funcionou ininterruptamente por sete dias, digerindo sua comida, gerando sua energia e fazendo seu trabalho ao longo de um pequeno trilho e, mais importante, lançando fora o material que não era mais necessário em seu estômago bioeletroquímico.
O programa do robô faz com que ele se aproxime periodicamente de um depósito de comida, onde obtém uma porção de ração para robôs adequada para alimentar as 48 células a combustível microbianas que fazem as vezes de estômago, ou de gerador de energia.
Biocélulas bacterianas

As 48 células a combustível microbianas fazem as vezes de estômago, ou de gerador de energia, suficiente para alimentar todos os circuitos do robô. [Imagem: UWE]

O processo consiste basicamente em reações de oxidação-redução, que ocorrem no anodo das biocélulas. Conforme as bactérias digerem o alimento, elas quebram átomos de hidrogênio.
Os elétrons do hidrogênio migram para o eletrodo, gerando uma corrente, enquanto os íons de hidrogênio passam através de uma membrana de troca de prótons, chegando à câmara que funciona como catodo da célula. Essa câmara fica cheia de água, permitindo que o oxigênio da água combine-se com os prótons para produzir mais água.
Como a água produzida não é suficiente para contrabalançar a evaporação, o Ecobot, além de comer, precisa também beber água regularmente.
A disposição das biocélulas permite que qualquer material não digerido se acumule em um furo central, de onde ele é recirculado para permitir a máxima extração de energia. Em termos energéticos, contudo, o sistema é ineficiente, capturando apenas 1% da energia contida no alimento.
O intestino do robô imita os movimentos peristálticos do intestino humano com a ajuda de uma pequena bomba, que aplica ondas em um tubo plástico por onde o material indesejado é descartado.

Avião movido a pedal voa batendo asas

O primeiro ornitóptero - uma máquina voadora inspirada no bater das asas dos pássaros, morcegos ou insetos - foi idealizado por Leonardo da Vinci, em 1485. [Imagem: UToronto]

Ornitóptero
Um grupo de estudantes da Universidade de Toronto, no Canadá, conseguiu fazer o primeiro voo sustentado em uma aeronave acionada apenas pela força humana e que voa batendo as asas.
O primeiro ornitóptero - uma máquina voadora inspirada no bater das asas dos pássaros - foi idealizado por Leonardo da Vinci, em 1485.
Desde então, centenas de inventores esborracharam-se com suas máquinas esquisitas sem conseguir manter-se no ar para justificar o nome de "máquina voadora". Mas vários também tiveram sucessos relativos.
Avião que bate asas
Pilotado por Todd Reichert, o avião batedor de asas, batizado de SnowBird (pássaro da neve), manteve-se no ar por 19,3 segundos, cobrindo uma distância de 145 metros a uma velocidade média de 25,6 km por hora.
Em vez de articulações fixas, as asas inteiras do SnowBird são flexíveis, movimentando sobretudo as extremidades, o que dá ao avião um movimento suave e elegante.
O feito foi acompanhado pela Federação Internacional de Aeronáutica, que deverá oficializar o recorde mundial em sua reunião neste mês de Outubro.
Apesar de sua envergadura ser comparável à de um Boeing 737 - 32 metros - o Snowbird pesa menos do que os travesseiros a bordo do avião comercial - meros 42 quilogramas.
Para conseguir o feito, Reichert perdeu 18 quilos de peso corporal durante o último verão passado para facilitar o voo da aeronave.
Último feito da aviação
"Apesar desta aeronave não ser um método prático de transporte, ela também visa servir de inspiração para outros usarem a força dos seus corpos e a criatividade das suas mentes para seguir seus sonhos," diz Reichert.
"O Snowbird representa a concretização de um antigo sonho aeronáutico," afirmou ele. "Ao longo da história, incontáveis homens e mulheres sonharam em voar como um pássaro com base em suas próprias forças, e centenas, senão milhares de pessoas tentaram alcançar esse sonho. Este representa um dos últimos feitos da aviação que ainda não haviam sido conquistados."

Radiação solar está causando redução da termosfera terrestre

Grandes mudanças na produção de energia no Sol estão causando flutuações dramáticas na camada externa da atmosfera da Terra.
Influências do Sol
Um estudo recém-publicado na revista Geophysical Research Letters, financiado pela NASA e pela National Science Foundation (NSF), faz uma associação direta entre um encolhimento recente de uma camada da alta atmosfera da Terra com uma queda acentuada nos níveis de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol.
A pesquisa indica que o ciclo magnético solar, que produz números variáveis de manchas solares ao longo de ciclos de cerca de 11 anos, pode variar mais do que se pensava anteriormente.
"Esta pesquisa apresenta um argumento convincente para a necessidade de se estudar o sistema acoplado Sol-Terra", afirmou Farzad Kamalabadi, da NSF, "e ilustra a importância da influência solar sobre o nosso ambiente terrestre, com implicações fundamentais tanto científicas quanto em termos de consequências sociais."
Navegação espacial
As descobertas podem ter implicações para os satélites em órbita, bem como para a Estação Espacial Internacional.
Por um lado, o fato de que a camada superior da atmosfera, conhecida como termosfera, se encolhe e fica menos densa, significa que os satélites podem manter mais facilmente suas órbitas, permanecendo no espaço por mais tempo e desfrutando de uma vida útil maior.
Por outro lado, isso indica que o lixo espacial e outros objetos que apresentam riscos para a "navegação espacial" também podem ficar por mais tempo na termosfera do que se calculava.
Termosfera
Os dados demonstraram que o que se convencionou chamar de "mínimo solar" não é uma situação padrão, mas varia de um ciclo para outro. Ou seja, os mínimos solares não são iguais entre si.
A produção de energia no Sol caiu a níveis anormalmente baixos entre 2007 e 2009, um mínimo solar particularmente prolongado, durante o qual praticamente não ocorreram manchas solares ou tempestades solares.
Durante esse período de baixa atividade solar, a termosfera terrestre encolheu mais do que em qualquer momento desde que ela é monitorada, ao longo dos últimos 43 anos da chamada era espacial.
A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.
Ela geralmente esfria e se torna menos densa durante períodos de atividade solar muito baixa.
Mas a magnitude da queda de densidade da termosfera durante o mínimo solar mais recente foi cerca de 30 por cento maior do que seria de se esperar mesmo com a baixíssima atividade solar verificada.
Influência do CO2
O estudo também mostrou que a variação da termosfera sofre pouca influência do nível de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera terrestre. Os cálculos anteriores estimavam que o gás de efeito estufa estaria reduzindo a densidade da camada externa da atmosfera entre 2 e 5 por cento por década.
Estudando um período de 13 anos (1996 a 2008, inclusive), eles verificaram que a termosfera esfriou 41 kelvin (K) no período, com apenas 2 K atribuíveis ao aumento do dióxido de carbono.
Quando à densidade da termosfera, os resultados mostraram uma diminuição de 31 por cento, com apenas 3 por cento atribuídos ao dióxido de carbono.
"Agora está claro que o recorde de baixa temperatura e densidade foram primariamente causados por níveis anormalmente baixos de radiação solar na faixa do ultravioleta extremo," diz Stanley Solomon, um dos autores do estudo.
Super mínimos
Os pesquisadores também afirmam que seus dados indicam que o Sol pode estar passando por um período de atividade relativamente baixa de longo prazo, semelhantes aos períodos verificados no início dos séculos 19 e 20.
"Então esperamos ter ciclos solares menos intensos nos próximos 10 a 30 anos," disse Thomas Woods, coautor do trabalho.
Esta conclusão está de acordo com dados de outra pesquisa publicada nesta semana, segundo a qual as manchas solares poderão desaparecer a partir de 2016.