Uma questão crucial para uma interface neural é a reação crônica de corpo estranho após a implantação. Evitar essa situação de rejeição, ou pelo menos reduzir sua gravidade, é necessário para preservar o funcionamento a longo prazo das interfaces neurais.
Essa reação é inevitável sempre que qualquer material entra em contato com fluidos corporais. Em contraste, a engenharia de materiais e os processos avançados de fabricação podem minimizar sua gravidade, por exemplo, melhorando a complacência mecânica do implante, diminuindo o tamanho do dispositivo e reduzindo a implantação e o trauma crônico.
Uma das limitações mais comuns das interfaces neurais é a incompatibilidade mecânica entre o implante neural rígido e o tecido neural mole. Essa incompatibilidade intensifica o dano neural e a rejeição causada pela inserção, compressão e movimento. O tecido neural é curvo, macio, dinâmico e sujeito a deformações causadas, por exemplo, pela pulsação sanguínea, pressão respiratória e movimentos naturais do corpo. Em contraste, a maioria das interfaces neurais são estáticas e lutam para se adequar ao tecido neural em condições estáticas e dinâmicas.
A poliimida (PI) e outros materiais são amplamente utilizados em interfaces neurais flexíveis. As vantagens desses materiais são sua estabilidade bioquímica e térmica e sua compatibilidade com processos de microfabricação em salas limpas. Além disso, o polidimetilsiloxano (PDMS), poliuretano e outros elastômeros foram explorados em interfaces neurais conformáveis e elásticas em camadas nos nervos, na medula espinhal, na retina e no cérebro.
Os avanços da ciência e engenharia de materiais são cruciais para que as interfaces neurais alcancem a excelência científica. Um grande corpo de pesquisa investiga novos materiais, métodos avançados de engenharia e abordagens cirúrgicas menos invasivas. No entanto, os implantes neurais amplamente adotados sofreram apenas pequenas alterações nas últimas décadas e foram construídos com base em materiais, sistemas e metodologias antiquados, mas amplamente caracterizados. A pesquisa acadêmica incentiva e recompensa a inovação contínua, melhorando e aperfeiçoando gradativamente as tecnologias existentes.
Se não for suficientemente desenvolvida e validada, a inovação científica não é adotada rapidamente na indústria médica e nas clínicas. A excelência científica é necessária, mas são necessários mais argumentos para que a indústria decida se deve investir em novas tecnologias.
A inovação científica deve atender à conformidade regulatória e aos padrões da indústria na cadeia de valor para provar sua atratividade. Ao mesmo tempo, a indústria médica pode favorecer o status quo e suas tecnologias estabelecidas devido ao complexo cenário regulatório, que geralmente resulta em custos enormes para qualquer inovação chegar ao mercado. Essas direções divergentes criam uma lacuna entre a pesquisa acadêmica e a adoção pela indústria. Para preencher a lacuna, as instituições de pesquisa criam startups com foco na tradução industrial e clínica de novos materiais, tecnologias e dispositivos.
Portanto, a neurotecnologia requer investimento estável antes que a pesquisa acadêmica possa cruzar a fronteira do laboratório e passar para uma fase industrial sustentável. O investimento em pesquisa e as instituições acadêmicas devem apoiar ideias inéditas de alto impacto e o longo e dispendioso processo seguinte de otimização tecnológica, melhoria da confiabilidade e validação.
Esse processo deve permitir que os pesquisadores abordem limitações técnicas fundamentais conhecidas, muitas vezes negligenciadas, pois são menos atraentes para resultados atraentes. A pesquisa acadêmica deve coletivamente dedicar mais esforços à otimização técnica de algumas soluções promissoras, em vez de buscar continuamente apenas a inovação.
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