Desenvolvimento de equipamento para tratamento de infecções em córnea humana
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Esse trabalho está inserido no campo de desenvolvimento de equipamentos para oftalmologia e visa implementar um sistema de iluminação ocular para realização de tratamento de ceratites infecciosas utilizando luz visível e terapia fotodinâmica.
O olho humano é o órgão responsável pela aquisição de informações luminosas provindas do ambiente e a transformação de tais informações em sinais elétricos inteligíveis ao cérebro. Para que essa captação ocorra de forma eficaz, contamos com uma estrutura ocular posicionada na região mais externa do denominada córnea, que tem aspecto transparente e atua como principal lente do sistema óptico ocular. Após o direcionamento dos raios que atingem tal estrutura para o interior ocular, ocorre novamente uma interação entre a luz penetrante e uma segunda lente do sistema chamada Cristalino. Essa estrutura por sua vez determina a distância em que tais raios necessitam ser focados para que as imagens do mundo exterior sejam formadas sobre a Retina, a estrutura responsável pela conversão dos sinais luminosos em elétricos, informando ao cérebro os dados recolhidos.
Dada a dinâmica descrita acima, fica evidente que a transparência da córnea é essencial para que as imagens sejam formadas corretamente sobre a retina. No entanto, podem ocorrer danos ou violações de nossa lente primaria ocasionando dificuldades e perdas consideráveis de nossa visão. Entres as principais fontes de danos, podemos citar as modificações estruturais causadas por microrganismos que infectam os tecidos corneanos causando grande impacto em sua performance, proporcionando, em casos extremos, cegueira completa.
Comumente são utilizados fármacos específicos para controlar o avanço de tais infecções, eliminando grande parte dos agentes causadores da síndrome. Não obstante, a abordagem descrita causa inevitavelmente a seleção de organismos resistentes que suportam cada vez mais a operação casualmente escolhida. Este fato induz a pesquisa constate de novas fórmulas de fármacos capazes de conter os indivíduos resistentes. De forma paralela, busca-se alternativas ao tratamento convencional que minimizem o processo de seleção.
Nesse contexto é apresentada a terapia fotodinâmica mediada pelo corante Rosa Bengala, fenômeno descrito pela geração de moléculas de oxigênio reativas capazes de ocasionar danos permanentes às células cujo contato ocorre. Essa característica permite o ataque aos organismos invasores mitigando a infecção em excursão.
Tal composto é vastamente conhecido no campo de oftalmologia nas áreas de exames relacionados a olho seco e pode ser utilizado como cromóforo, isto é, mecanismo de absorção da energia proveniente de certas fontes de luz e transferência para as moléculas de oxigênio presentes no meio. É necessário lembrar que a luz utilizada para o tratamento mediado por diferentes cromóforos tem caráter exclusivo mediado pelos respectivos espectros de absorção. Para que o tratamento possa ocorrer de forma controlada e eficiente, buscamos construir uma fonte de luz otimizada para os requisitos ótimos do tratamento. Entre tais requisitos, citamos o diâmetro da área de iluminação (que deve ser compatível com o diâmetro médio de uma córnea), o perfil de intensidade e a irradiância. Construímos então um sistema capaz de fornecer luz conforme as características apresentadas aliadas a uma série de precauções que garantam a preservação do sistema ocular, utilizando luz de LED e técnicas de simulação, cálculo, fabricação e controle de parâmetros de funcionamento do sistema óptico proposto.
Estamos atualmente em fase de testes de sistemas implementados para dar prosseguimento aos experimentos controlados em laboratórios que ocorrem na Escola Paulista de Medicina para validação do protótipo e geração de possíveis alterações de caráter operacional relacionadas aos equipamentos.
Bruno Sartorelli Laissener
Formado em Física Computacional pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP), tem experiência no desenvolvimento de sistemas e equipamentos baseados em visão computacional e inteligência artificial, atuando nas áreas de óptica, eletrônica, desenvolvimento de software e mecânica. Os projetos desenvolvidos estão inscritos nos setores de oftalmologia, agricultura e varejo com caráter tecnológico inovador, vinculados ao Laboratório de Inovações Optrônicas em Oftalmologia e Agricultura (Lioa-IFSC – com mestrado em andamento) e no setor de pesquisa e desenvolvimento de empresas do mercado.
