Uma equipa do Instituto Indiano de Ciência demonstrou que metassuperfícies podem tornar mais eficiente o uso de luz para ativar células em regiões profundas do corpo, um passo considerado chave para a próxima geração de implantes bioeletrônicos. O estudo, conduzido por Mohammad Mohammadiaria e Shashi Srivastava, mostra como essas superfícies planas, estruturadas em nanoescala, funcionam como lentes capazes de direcionar feixes luminosos com elevado grau de precisão, sem necessidade de fios ou componentes invasivos.
Como as metassuperfícies atuam na estimulação celular
Metassuperfícies são compostas por antenas minúsculas dispostas sobre um substrato fino. Ao receber luz, cada antena manipula a fase, a intensidade e a polarização do feixe, permitindo que o sistema concentre a radiação exatamente onde é necessário. O trabalho do grupo indiano utilizou estruturas sintonizadas para faixas que chegam à radiação terahertz, regime que produz efeitos biológicos sem recorrer à radiação ionizante.
Segundo os autores, o arranjo pode responder a diferentes configurações de luz, incluindo feixes polarizados circularmente. Essa flexibilidade amplia as possibilidades terapêuticas: ao variar parâmetros como direção ou intensidade, o dispositivo envia sinais luminosos capazes de estimular células específicas, inclusive em tecidos profundos onde métodos convencionais encontram barreiras físicas.
Aplicações visadas em medicina bioeletrônica
A estimulação óptica já é testada em modelos animais para tratar cegueira, perda auditiva, doenças cardíacas e alguns tipos de câncer. Com a incorporação das metassuperfícies, os investigadores preveem avanços em vários dispositivos médicos:
Próteses de retina e cóclea: lentes planas integradas aos implantes podem focalizar luz diretamente sobre neurónios visuais ou auditivos, dispensando cabos internos e reduzindo o risco de rejeição.
Marca-passos sem fio: feixes calibrados conseguem ativar tecidos do nó sinusal, permitindo ajustes externos e menor desgaste de componentes.
Terapia oncológica dirigida: numa abordagem de fotobiomodulação, a radiação pode atuar apenas nas células tumorais, preservando tecido saudável.
Os investigadores destacam que o mesmo princípio pode favorecer dispositivos de reabilitação motora e sistemas de estimulação cerebral. A combinação com eletrónica programável e realidade virtual permitiria sessões personalizadas, adaptadas em tempo real às respostas do paciente.
Imagem: Tecnologia Inovação Notícias
Potencial de integração com inteligência artificial
Embora o estudo atual seja uma prova de conceito, há previsão de incorporar algoritmos de aprendizado de máquina para monitorar sinais fisiológicos e ajustar o comportamento óptico instantaneamente. Essa camada de inteligência pode reforçar a segurança terapêutica, evitando superaquecimento ou estimulação excessiva de tecidos adjacentes.
Os autores sugerem ainda a possibilidade de converter feixes de luz em ondas sonoras no interior do organismo, abrindo espaço para novas terapias cerebrais baseadas em ultrassom. A versatilidade das metassuperfícies facilita essa transformação, pois o mesmo material consegue modular diferentes frequências de radiação.
Desafios e próximos passos
Para chegar à aplicação clínica, o grupo identifica três desafios principais. Primeiro, a produção em escala industrial de metassuperfícies com tolerâncias nanométricas. Segundo, a biocompatibilidade de longo prazo, já que as lentes precisam manter desempenho dentro do corpo humano sem provocar resposta imune. Por último, a integração com sistemas eletrónicos miniaturizados capazes de fornecer energia e controlar a emissão luminosa.
Apesar dessas barreiras, os investigadores mantêm previsão otimista. O avanço observado confirma que materiais programáveis podem passar de laboratório a implantes médicos, atuando “em harmonia com o corpo”, nas palavras dos cientistas. Se alcançar a maturidade tecnológica prevista, a plataforma deverá reduzir procedimentos cirúrgicos invasivos e ampliar o alcance da medicina personalizada.
