Os engenheiros do MIT desenvolveram um novo tipo de pílula projetada para confirmar quando os pacientes engoliram o 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. Uma vez transmitido o sinal, a maioria dos componentes eletrônicos da pílula se decompõem com segurança no estômago, enquanto um minúsculo chip de RF passa pelo trato digestivo e é naturalmente excretado do corpo.
Os pesquisadores dizem que este método 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 aqueles que recebem tratamento a longo prazo para infecções como o VIH ou a TB.
“O objetivo é garantir que isso ajude as pessoas a obter a terapia necessária para ajudar a maximizar a sua saúde”, disse 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. Comunicação da natureza. Mehmet Girayhan Se, um cientista pesquisador do MIT, e Sean Yu, um ex-pós-doutorado do MIT, são os principais autores do artigo.
Por que a adesão à medicação continua a ser um grande desafio
A não toma dos medicamentos prescritos é um problema sério em todo o mundo. Todos os anos, a fraca adesão contribui para dezenas de milhares de mortes evitáveis e custa milhares de milhões de dólares em custos de saúde evitáveis.
Para ajudar a resolver isso, o laboratório de Traverso explorou anteriormente cápsulas de administração de medicamentos que permanecem no trato digestivo por longos períodos de tempo, liberando medicamentos em intervalos definidos. Embora eficaz em alguns casos, esta abordagem não é apropriada para todos os medicamentos.
“Desenvolvemos sistemas que podem permanecer no corpo durante muito tempo e sabemos que esses sistemas podem melhorar a adesão, mas também reconhecemos que, para alguns medicamentos, não podemos mudar a pílula”, disse Traverso. “A questão é: podemos ajudar essa pessoa e ajudar seus prestadores de cuidados de saúde a garantir que ela esteja tomando a medicação?”
Como funciona o sistema de sinalização para engolir
No novo estudo, a equipe se concentrou em uma estratégia diferente: garantir que um comprimido seja tomado, em vez de mudar a forma como o medicamento é administrado. Os pesquisadores recorreram à radiofrequência – um tipo de sinal que pode ser detectado fora do corpo e é considerado seguro para consumo humano.
Tentativas anteriores de rastreamento de medicamentos baseados em RF dependiam de materiais que não se decompunham facilmente dentro do corpo, o que significa que todo o dispositivo tinha que passar intacto pelo sistema digestivo. Para reduzir qualquer risco de obstrução gastrointestinal, a equipe do MIT projetou um sistema bioabsorvível que poderia se degradar 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 selecionados por seus fortes registros de segurança e compatibilidade com usos médicos.
“Escolhemos esses materiais reconhecendo seu perfil de segurança muito favorável e compatibilidade ambiental”, afirma Traverso.
A antena de zinco-celulose é enrolada em um formato compacto e colocada dentro do comprimido com o medicamento. A cápsula em si é feita de celulose e gelatina revestida com molibdênio ou tungstênio, o que impede a emissão de qualquer sinal de RF antes da ingestão do comprimido.
Uma vez ingerido, o revestimento se dissolve, liberando tanto a droga quanto a antena. A antena recebe um sinal de um leitor externo e, trabalhando com um pequeno chip RF, envia de volta 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 material disponível comercialmente que não é biodegradável. Ele foi projetado para passar com segurança pelo trato digestivo. Todo o material restante é decomposto no estômago em cerca de uma semana.
“Os materiais são projetados para se decomporem em poucos dias, usando materiais com perfis de segurança bem estabelecidos, como zinco e celulose, que já são amplamente utilizados na medicina”, diz “Nosso objetivo é permitir a confirmação confiável de que uma pílula foi tomada, evitando economias a longo prazo, e continuaremos a avaliar a segurança a longo prazo 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 sinais com sucesso para um receptor externo localizado a 60 centímetros dentro do estômago. Se for adaptada para uso humano, os pesquisadores prevêem emparelhar a pílula com um dispositivo vestível que possa 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 o esquecimento de doses de medicamentos imunossupressores pode levar à rápida rejeição dos órgãos.
“Queremos priorizar medicamentos que, quando presentes a não adesão, podem ter um efeito realmente prejudicial ao indivíduo”, diz Traverso.
Grupos adicionais que podem se beneficiar incluem pacientes com stents recentemente colocados que necessitam de medicação para prevenir bloqueios, pessoas com infecções crônicas como tuberculose e aqueles com distúrbios neuropsiquiátricos que podem interferir no uso regular de medicamentos.
Financiamento e apoio
A pesquisa foi apoiada pela Novo Nordisk, pelo Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, pelo Departamento de Gastroenterologia do Brigham and Women’s Hospital e pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada para Saúde dos EUA.
