Pesquisadores do Media Lab do MIT desenvolveram uma minúscula antena, com apenas 200 micrômetros de tamanho, que pode ser injetada no corpo para alimentar sem fio implantes médicos em tecidos profundos, como marca-passos e neuromoduladores. Publicada na edição de outubro da revista IEEE Transactions on Antennas & Propagation, essa conquista representa um avanço significativo na tecnologia de miniaturização de implantes. A líder da equipe, Deblina Sarkar, afirmou: "Essa tecnologia abre novos caminhos para dispositivos bioelétricos minimamente invasivos, permitindo que operem sem fio em profundidade no corpo."

37 Tweetar Compartilhar E-mail Início Eletrônica e Semicondutores 30 de outubro de 2025 Principais conclusões Antena injetável pode alimentar com segurança implantes em tecidos profundos Por Michaela Jarvis, MIT Editado por Lisa Locke, Revisado por Robert Egan Nota do editor Uma minúscula antena magnetoelétrica injetável implantada profundamente no cérebro pode receber energia de um campo magnético externo de baixa frequência. “Nossa tecnologia promete abrir um novo caminho para dispositivos bioelétricos minimamente invasivos que podem operar sem fio em profundidade no corpo humano”, disse Deblina Sarkar, professora associada do MIT. Crédito da imagem: Baju Joy. Pesquisadores do Media Lab do MIT desenvolveram uma antena — do tamanho de um grão de areia — que pode ser injetada no corpo para alimentar sem fio implantes médicos em tecidos profundos, como marca-passos para pacientes com doenças cardíacas e neuromoduladores para pacientes com epilepsia ou doença de Parkinson. “Este é mais um grande avanço na miniaturização de implantes em tecidos profundos”, disse Baju Joy, doutorando do Grupo de Biotecnologia Nanocibernética do Media Lab. “Isso possibilita implantes sem bateria, que podem ser inseridos com uma agulha sem cirurgia de grande porte.” Um artigo detalhando este trabalho foi publicado na edição de outubro do IEEE Transactions on Antennas & Propagation. Os coautores do artigo incluem: o primeiro autor Yubin Cai, doutorando do Media Lab; Os ex-bolsistas de pós-doutorado do MIT, Benoît XE Desbiolles e Viktor Schell; Shubham Yadav, doutorando em Artes e Ciências da Mídia no MIT; David C. Bono, professor do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT; e a autora sênior Deblina Sarkar, professora associada de Desenvolvimento de Carreira da AT&T e chefe do Grupo de Pesquisa em Biotecnologia Nanocibernética do Media Lab. Atualmente, os implantes de tecido profundo são alimentados principalmente de duas maneiras: uma é uma bateria de vários centímetros de comprimento implantada no corpo, que requer substituição periódica; a outra é uma bobina magnética implantada no corpo, também com tamanho de centímetros, que pode coletar energia sem fio. No entanto, a alimentação por bobina magnética só é eficaz em altas frequências, o que pode causar aquecimento do tecido. Portanto, quando os implantes são miniaturizados para o nível submilimétrico, sua potência transmissível com segurança é limitada. "Além desse limite, as células começam a ser danificadas", disse Joy. Como a equipe afirma em seu artigo, “Desenvolver uma antena ultracompacta (menos de 500 micrômetros) e capaz de operar eficientemente em baixas frequências é um desafio”. Saiba mais sobre Antenas, Saúde, Ciência e Vitaminas. Compre vitaminas e suplementos. Esta antena de 200 micrômetros, desenvolvida por uma equipe de pesquisa liderada por Sakar, pode operar em baixas frequências (109 kHz) graças a uma nova técnica. Essa técnica lamina um filme magnetoestritivo (que se deforma quando um campo magnético é aplicado) com um filme piezoelétrico (que converte a deformação em carga). Quando um campo magnético alternado é aplicado, os domínios magnéticos dentro do filme magnetoestritivo fazem com que ele se deforme, de forma semelhante a um tecido entrelaçado com lâminas de metal que se deforma sob um forte campo magnético. A tensão mecânica na camada magnetoestritiva faz com que a camada piezoelétrica gere carga entre seus eletrodos superior e inferior. “Estamos usando essa vibração mecânica para converter um campo magnético em um campo elétrico”, diz Joy. Sakar afirma que esta antena recém-desenvolvida possui de quatro a cinco ordens de magnitude a mais de potência do que antenas implantadas de tamanho similar que utilizam bobinas metálicas e operam na faixa de frequência de GHz. “Nossa tecnologia tem o potencial de abrir um novo caminho para dispositivos bioelétricos minimamente invasivos que podem operar sem fio em profundidade no corpo”, disse ela. O campo magnético que ativa a antena é fornecido por um dispositivo similar a um carregador sem fio recarregável para celular, pequeno o suficiente para ser fixado à pele como um adesivo ou inserido em um bolso próximo à superfície da pele. Como a antena é fabricada utilizando a mesma tecnologia dos microchips, ela pode ser facilmente integrada à microeletrônica existente. “Esses componentes eletrônicos e eletrodos podem ser facilmente fabricados em tamanhos muito menores do que a própria antena, e são integrados a ela durante o processo de nanofabricação”, disse Joy. Ele acrescentou que o trabalho dos pesquisadores aproveita a pesquisa e o desenvolvimento acumulados nos últimos 50 anos na miniaturização de transistores e outros componentes eletrônicos. “Outros componentes também podem ser muito pequenos, e todo o sistema pode ser implantado por meio de injeção com agulha.” Os pesquisadores afirmam que a produção dessa antena pode ser facilmente ampliada, e múltiplas antenas e implantes podem ser injetados para tratar grandes áreas do corpo. Além do uso em estimulação cardíaca e neuromodulação, outra aplicação potencial dessa antena é a detecção de glicose in vivo. Circuitos de detecção de glicose com sensores ópticos já existem, mas o processo seria muito aprimorado se equipado com uma fonte de energia sem fio que possa ser integrada ao corpo de forma não invasiva. “Este é apenas um exemplo”, disse Joy. “Podemos aproveitar todas as outras tecnologias desenvolvidas usando os mesmos métodos de fabricação e, em seguida, integrá-las facilmente à antena.” Mais informações: Yubin Cai et al., “Low-frequency sub-0.5 mm magnetoelectric antenna for wireless energy harvesting in injectable deep tissue implants,” IEEE Transactions on Antennary and Propagation (2025). DOI: 10.1109/tap.2025.3594009 Informações do periódico: IEEE Transactions on Antennary and Propagation Fornecido pelo MIT Este artigo foi reimpresso com permissão do site de notícias do MIT (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular para notícias sobre pesquisa, inovação e ensino do MIT. Exploração adicional do Cell Rover: Explorando e aprimorando o mundo interior das células Bate-papo no Facebook Enviar feedback ao editor Em destaque Último comentário Popular Uma nova superfície reconfigurável inspirada na holografia desenvolvida para comunicação sem fio 7 de novembro de 2025 0 Novo eletrólito ajuda baterias de estado sólido a superar o antigo gargalo de estabilidade de 5V 6 de novembro de 2025 0 Chips inspirados no cérebro estão ajudando narizes eletrônicos a imitar melhor o olfato humano. 4 de novembro de 2025: Novas cadeias de diodos podem ser usadas para desenvolver tecnologia de terahertz de alta potência. 31 de outubro de 2025: Sistemas de computação analógica baseados em RRAM podem resolver equações matriciais de forma rápida e precisa. 30 de outubro de 2025: Um material luminescente alternativo e ecológico, utilizando resíduos vegetais e aminoácidos para displays. 15 horas atrás: Estabilidade a longo prazo de células solares de perovskita alcançada com o uso de compostos bloqueadores fluorados. 7 de novembro de 2025: Pesquisas mostram que os humanos possuem um "sétimo sentido" tátil remoto semelhante ao do maçarico. 7 de novembro de 2025: Materiais magnéticos descobertos por meio de inteligência artificial prometem reduzir a dependência de elementos de terras raras.
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Implantes tradicionais em tecidos profundos dependem de baterias ou bobinas magnéticas de escala centimétrica para alimentação. As primeiras exigem substituição cirúrgica periódica, enquanto as últimas são propensas a causar aquecimento do tecido em altas frequências, limitando a capacidade de fornecimento de energia de dispositivos miniaturizados. A equipe de pesquisa desenvolveu uma nova antena que pode operar em baixas frequências (109 kHz) laminando um filme magnetoestritivo com um filme piezoelétrico. Quando um campo magnético alternado é aplicado, a deformação do filme fino magnetoestritivo é convertida em carga elétrica através da camada piezoelétrica, realizando uma conversão de campo magnético em campo elétrico. O estudante de doutorado Baju Joy explica: "Este mecanismo de vibração mecânica evita problemas de aquecimento em altas frequências, ao mesmo tempo que aumenta a potência em quatro a cinco ordens de magnitude em comparação com uma antena de bobina metálica do mesmo tamanho."

A antena utiliza um processo de fabricação compatível com microchips, permitindo a fácil integração de componentes eletrônicos já existentes. O campo magnético que ativa a antena é fornecido por um pequeno dispositivo adesivo que pode ser implantado no corpo por meio de injeção com agulha. A equipe de pesquisa destaca que a produção da antena é facilmente escalável e que, no futuro, poderá ser possível injetar múltiplos dispositivos para tratar grandes áreas. Além de estimulação cardíaca e neuromodulação, essa tecnologia também pode ser aplicada à detecção de glicose in vivo, otimizando os circuitos de sensores ópticos existentes por meio de alimentação sem fio. Joy enfatiza: "Todas as tecnologias baseadas no mesmo método de fabricação podem ser integradas à antena, expandindo os cenários de aplicação."