Os engenheiros do MIT desenvolveram um novo tipo de pílula projetada para confirmar quando um paciente realmente engoliu um medicamento. A tecnologia poderia ajudar a resolver um problema generalizado na área da saúde: pessoas que falham doses ou interrompem o tratamento precocemente.
O sistema pode ser incorporado diretamente em cápsulas de comprimidos existentes e utiliza uma antena de radiofrequência biodegradável para enviar um sinal logo após a ingestão. Depois que o sinal é transmitido, a maioria dos componentes eletrônicos da pílula são destruídos com segurança no estômago, enquanto o minúsculo chip de RF viaja pelo trato digestivo e é excretado naturalmente.
Os pesquisadores dizem que esta abordagem pode ser especialmente útil para pessoas que devem seguir um cronograma rigoroso de medicação. Estes incluem pacientes transplantados de órgãos que dependem de medicamentos imunossupressores, bem como pessoas que recebem tratamento de longo prazo para infecções como HIV ou tuberculose.
“O objetivo é garantir que ajuda as pessoas a obter a terapia de que necessitam para maximizar a sua saúde”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT, gastroenterologista do Brigham and Women’s Hospital e membro associado do Broad Institute do MIT e de Harvard.
Traverso é o autor sênior do estudo, publicado em 8 de janeiro no Comunicações da natureza. Mehmet Girayhan Sey, pesquisador do MIT, e Shawn Yu, ex-aluno de pós-graduação do MIT, são os principais autores do artigo.
Por que a adesão ao tratamento continua a ser um grande desafio
A recusa em tomar medicamentos prescritos continua sendo um problema sério em todo o mundo. Todos os anos, a fraca adesão contribui para centenas de milhares de mortes evitáveis e resulta em milhares de milhões de dólares em custos evitáveis de cuidados de saúde.
Para ajudar a resolver este problema, o laboratório de Traverso já pesquisou cápsulas de administração de medicamentos que permanecem no sistema digestivo por longos períodos de tempo, liberando medicamentos em intervalos programados. Embora esta abordagem seja eficaz em alguns casos, não é apropriada para todos os medicamentos.
“Desenvolvemos sistemas que podem permanecer no corpo por muito tempo e sabemos que esses sistemas podem melhorar a adesão, mas também entendemos que, para alguns medicamentos, não podemos trocar a pílula”, diz Traverso. “A questão é: o que mais podemos fazer para ajudar a pessoa e ajudar os seus prestadores de cuidados de saúde a garantir que estão a receber os medicamentos?”
Como funciona o sistema de alarme ingerível
No novo estudo, a equipa concentrou-se numa estratégia diferente: confirmar se a pílula foi tomada, em vez de alterar a forma como o medicamento foi administrado. Os pesquisadores recorreram às radiofrequências, tipo de sinal que pode ser detectado fora do corpo e é considerado seguro para uso humano.
Tentativas anteriores de rastreamento de medicamentos por radiofrequência dependiam de materiais que são difíceis de decompor no corpo, o que significa que todo o dispositivo tinha que passar intacto pelo sistema digestivo. Para reduzir o risco de obstrução gastrointestinal, uma equipe do MIT desenvolveu um sistema bioabsorvível que pode se decompor com segurança após o uso.
A antena responsável pela transmissão do sinal é feita de zinco e embutida em partículas de celulose. Esses materiais foram escolhidos por sua alta segurança e compatibilidade com uso médico.
“Escolhemos estes materiais devido aos seus perfis de segurança muito favoráveis, bem como ao seu respeito pelo ambiente”, afirma Traverso.
A antena de zinco-celulose é torcida de forma compacta e colocada dentro do comprimido junto com o medicamento. A cápsula em si é feita de gelatina revestida com celulose e molibdênio ou tungstênio, o que evita que o sinal de radiofrequência seja emitido antes da ingestão do comprimido.
Uma vez dentro, o revestimento se dissolve, liberando tanto o medicamento quanto a antena. A antena recebe o sinal de um leitor externo e, trabalhando com um pequeno chip de radiofrequência, devolve a confirmação de que o comprimido foi engolido. Essa troca geralmente ocorre em 10 minutos.
O chip RF mede cerca de 400 por 400 micrômetros e é um componente não biodegradável disponível comercialmente. Ele foi projetado para passar com segurança pelo trato digestivo. Todos os outros componentes são decompostos no estômago em cerca de uma semana.
“Os componentes são projetados para se degradarem em poucos dias, utilizando materiais com perfis de segurança bem estabelecidos, como zinco e celulose, que já são amplamente utilizados na medicina”, diz Say. “Nosso objetivo é evitar o acúmulo a longo prazo e, ao mesmo tempo, fornecer uma confirmação confiável de que a pílula foi tomada, e a segurança a longo prazo continuará a ser avaliada à medida que a tecnologia avança em direção ao uso clínico”.
Benefícios potenciais para pacientes de alto risco
Em testes em animais, o sistema transmitiu com sucesso sinais de dentro do estômago para um receptor externo a até 60 centímetros de distância. Os pesquisadores acreditam que se a pílula for adaptada para uso humano, ela será combinada com um dispositivo vestível que poderá transmitir dados diretamente à equipe de saúde do paciente.
Mais estudos pré-clínicos estão planejados e a equipe espera começar a testar a tecnologia em humanos num futuro próximo. Os receptores de transplantes de órgãos estão entre os grupos com maior probabilidade de beneficiar, uma vez que a falta de doses de medicamentos imunossupressores pode levar rapidamente à rejeição de órgãos.
“Queremos priorizar medicamentos que, se houver descumprimento, podem ter um efeito realmente nocivo para a pessoa”, diz Traverso.
Grupos adicionais que podem beneficiar incluem pacientes com stents recentemente implantados que necessitam de medicação para prevenir bloqueios, pessoas com infecções crónicas, como tuberculose, e pessoas com distúrbios neuropsiquiátricos que podem impedir a medicação contínua.
Financiamento e apoio
A pesquisa foi apoiada pela Novo Nordisk, pelo Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, pela Divisão de Gastroenterologia do Brigham and Women’s Hospital e pela Agência dos EUA para Projetos de Pesquisa Avançada.
