Pesquisadores de Stanford desenvolveram uma nova tecnologia para remover coágulos sanguíneos que é mais que o dobro da eficácia das técnicas atuais. Ela pode aumentar significativamente as taxas de sucesso no tratamento de derrames, ataques cardíacos, embolia pulmonar e outras doenças relacionadas à formação de coágulos.

No tratamento de um AVC isquêmico – em que um coágulo bloqueia o fluxo de oxigênio para o cérebro – cada minuto conta. Quanto mais rápido os médicos conseguirem remover o coágulo e restaurar o fluxo sanguíneo, mais células cerebrais sobreviverão e maior a probabilidade de os pacientes terem um bom resultado. Mas as tecnologias atuais só conseguem remover coágulos com sucesso na primeira tentativa em cerca de 50% dos casos e, em cerca de 15% dos casos, falham completamente.

Pesquisadores da Stanford Engineering desenvolveram uma nova técnica chamada trombectomia milispinner, que pode melhorar significativamente as taxas de sucesso no tratamento de acidentes vasculares cerebrais (AVCs), bem como ataques cardíacos, embolia pulmonar e outras doenças relacionadas à formação de coágulos. Em um artigo publicado em 4 de junho na Nature , os pesquisadores utilizaram modelos de fluxo e estudos em animais para demonstrar que o milispinner supera significativamente os tratamentos disponíveis e oferece uma nova abordagem para a remoção rápida, fácil e completa de coágulos.

“Na maioria dos casos, estamos mais que dobrando a eficácia da tecnologia atual e, para os coágulos mais resistentes – que removemos apenas cerca de 11% das vezes com os dispositivos atuais –, conseguimos abrir a artéria na primeira tentativa em 90% dos casos”, disse o coautor Jeremy Heit , chefe de Neuroimagem e Neurointervenção em Stanford e professor associado de radiologia. “É inacreditável. Esta é uma tecnologia revolucionária que melhorará drasticamente nossa capacidade de ajudar as pessoas.”

Os coágulos sanguíneos são mantidos unidos por emaranhados de fibrina, uma proteína resistente e filamentosa que retém glóbulos vermelhos e outros materiais, formando um aglomerado pegajoso. Normalmente, os médicos tentam removê-los inserindo um cateter na artéria e aspirando o coágulo ou prendendo-o com uma tela metálica. Mas esses métodos nem sempre funcionam e podem romper os filamentos de fibrina, fazendo com que pedaços do coágulo se soltem e se alojem em locais novos e mais difíceis de alcançar.

“Com a tecnologia existente, não há como reduzir o tamanho do coágulo. Eles dependem da deformação e da ruptura do coágulo para removê-lo”, disse Renee Zhao , professora assistente de engenharia mecânica e autora sênior do artigo. “O que torna o milispinner único é que ele aplica forças de compressão e cisalhamento para encolher todo o coágulo, reduzindo drasticamente o volume sem causar ruptura.”

O milispinner, que também alcança o coágulo por meio de um cateter, consiste em um tubo longo e oco que pode girar rapidamente, com uma série de aletas e fendas que ajudam a criar uma sucção localizada perto do coágulo. Isso aplica duas forças – compressão e cisalhamento – para enrolar os fios de fibrina em uma bola compacta sem quebrá-los.

Imagine uma bola solta de fibras de algodão (ou um punhado de cabelos longos puxados de uma escova de cabelo, se preferir). Se você pressioná-la entre as palmas das mãos (compressão) e esfregá-las em círculos (cisalhamento), as fibras se emaranharão cada vez mais, formando uma bola menor e mais densa. O milispinner consegue fazer o mesmo com os fios de fibrina de um coágulo, usando sucção para comprimir o coágulo contra a extremidade do tubo e girando rapidamente para criar o cisalhamento necessário.

Zhao e seus colegas demonstraram que o milispinner conseguia reduzir um coágulo a apenas 5% do seu volume original. O processo libera os glóbulos vermelhos, que se movem normalmente pelo corpo quando não estão mais presos na fibrina, e a agora minúscula bola de fibrina é sugada para dentro do milispinner e para fora do corpo.

“Funciona muito bem para uma ampla gama de composições e tamanhos de coágulos”, disse Zhao. “Mesmo para coágulos resistentes e ricos em fibrina, impossíveis de tratar com as tecnologias atuais, nosso milispinner consegue tratá-los usando este conceito mecânico simples, porém poderoso, para densificar a rede de fibrina e reduzir o tamanho do coágulo.”

O design do milispinner é uma extensão do trabalho de Zhao com milirobots – pequenos robôs em formato de origami, construídos para nadar pelo corpo e administrar medicamentos ou auxiliar em diagnósticos. A estrutura oca giratória, com aletas e fendas, foi concebida como um mecanismo de propulsão, mas quando os pesquisadores perceberam que ela também criava sucção localizada, decidiram verificar se ela poderia ter outros usos.

“No início, simplesmente nos perguntávamos se essa sucção poderia ajudar a remover um coágulo sanguíneo”, disse Zhao. “Mas quando testamos o spinner em um coágulo, observamos uma mudança impressionante na cor do coágulo, de vermelho para branco, juntamente com uma redução drástica no volume. Sinceramente, parecia mágica. Não entendíamos completamente o mecanismo na época.”

Intrigados com essa resposta inesperada e sem precedentes do coágulo, os pesquisadores se propuseram a descobrir o mecanismo subjacente e, em seguida, realizaram centenas de iterações de design para tornar o milispinner o mais eficiente e eficaz possível. Mas eles não se esqueceram de suas possibilidades de propulsão. Zhao e seus colegas também estão trabalhando em uma versão sem amarras do milispinner, que poderia nadar livremente pelos vasos sanguíneos para atingir e tratar coágulos.

Embora tenham se concentrado inicialmente no tratamento de coágulos sanguíneos, há muitos outros usos potenciais para o milispinner, disse Zhao. Ela e sua equipe já estão trabalhando no uso da sucção localizada do milispinner para capturar e remover fragmentos de cálculos renais.

“Estamos explorando outras aplicações biomédicas para o projeto do milispinner, e até mesmo possibilidades além da medicina”, disse Zhao. “Há algumas oportunidades muito promissoras pela frente.”

Sabendo da diferença que isso pode fazer para pacientes com AVC e outras doenças relacionadas à formação de coágulos sanguíneos, Zhao, Heit e seus colegas esperam que a trombectomia por milispinner seja aprovada para uso em pacientes o mais rápido possível. Eles criaram uma nova empresa que licencia a tecnologia de Stanford para desenvolvê-la e lançá-la no mercado, com ensaios clínicos planejados para um futuro próximo.

“O que torna essa tecnologia verdadeiramente empolgante é seu mecanismo único de remodelar e compactar coágulos ativamente, em vez de apenas extraí-los”, disse Zhao. “Estamos trabalhando para levar isso para ambientes clínicos, onde poderá aumentar significativamente a taxa de sucesso dos procedimentos de trombectomia e salvar vidas de pacientes.”