Engenheiros do MIT desenvolveram um novo tipo de pílula projetada para confirmar quando um paciente realmente ingeriu sua medicação. A tecnologia pode ajudar a enfrentar um problema comum na saúde: pessoas que esquecem doses ou interrompem o tratamento precocemente.
O sistema pode ser incorporado diretamente em cápsulas de pílulas existentes e utiliza uma antena de radiofrequência biodegradável para enviar um sinal logo após a ingestão. Assim que o sinal é transmitido, a maioria dos componentes eletrônicos da pílula se decompõe com segurança no estômago, enquanto um pequeno chip de RF passa pelo trato digestivo e sai do corpo naturalmente.
Os pesquisadores afirmam que a abordagem pode ser especialmente útil para pessoas que precisam seguir rigorosos horários de medicação. Isso inclui pacientes de transplante de órgãos que dependem de medicamentos imunossupressores, bem como indivíduos sendo tratados a longo prazo por infecções como HIV ou tuberculose.
“O objetivo é garantir que isso ajude as pessoas a receber a terapia de que precisam para maximizar sua saúde”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT, gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital e membro associado do Broad Institute do MIT e Harvard.
Traverso é o autor sênior do estudo, publicado em 8 de janeiro na Nature Communications. Mehmet Girayhan Say, cientista pesquisador do MIT, e Sean You, ex-pós-doutorando do MIT, são os autores principais do artigo.
Por que a Adesão à Medicação continua sendo um Grande Desafio
Não tomar medicamentos prescritos continua a ser um problema sério em todo o mundo. A cada ano, a má adesão contribui para centenas de milhares de mortes evitáveis e gera bilhões de dólares em custos de saúde evitáveis.
Para ajudar a resolver isso, o laboratório de Traverso já explorou cápsulas de liberação de medicamentos que permanecem no sistema digestivo por períodos prolongados, liberando a medicação em intervalos programados. Embora eficaz em alguns casos, essa abordagem não é adequada para todos os medicamentos.
“Desenvolvemos sistemas que podem permanecer no corpo por um longo período, e sabemos que esses sistemas podem melhorar a adesão, mas também reconhecemos que para certos medicamentos não podemos mudar a pílula”, afirma Traverso. “A questão se torna: O que mais podemos fazer para ajudar a pessoa e ajudar seus provedores de saúde a garantir que estejam recebendo a medicação?”
Como Funciona o Sistema de Sinalização Ingerível
No novo estudo, a equipe focou em uma estratégia diferente: confirmar se uma pílula foi tomada, em vez de alterar a forma como o medicamento é entregue. Os pesquisadores recorreram à radiofrequência — um tipo de sinal que pode ser detectado fora do corpo e é considerado seguro para uso humano.
Tentativas anteriores de rastreamento de medicamentos baseadas em RF dependiam de materiais que não se decompunham facilmente dentro do corpo, o que significava que o dispositivo inteiro precisava passar pelo sistema digestivo intacto. Para reduzir qualquer risco de bloqueio gastrointestinal, a equipe do MIT projetou um sistema bioabsorvível que pode se degradar com segurança após o uso.
A antena responsável por transmitir o sinal é feita de zinco e embutida dentro de uma partícula de celulose. Esses materiais foram escolhidos por seu histórico de segurança e compatibilidade com uso médico.
“Escolhemos esses materiais reconhecendo seus perfis de segurança muito favoráveis e também sua compatibilidade ambiental”, diz Traverso.
A antena de zinco-celulose é enrolada em uma forma compacta e colocada dentro da pílula junto com o medicamento. A cápsula em si é feita de gelatinosa revestida com celulose e molibdênio ou tungstênio, o que impede a emissão de qualquer sinal de RF antes da pílula ser engolida.
Uma vez ingerida, a cobertura se dissolve, liberando tanto a medicação quanto a antena. A antena recebe um sinal de um leitor externo e, trabalhando com um pequeno chip de RF, envia de volta a confirmação de que a pílula foi engolida. Essa troca normalmente ocorre dentro de 10 minutos.
O chip de RF mede cerca de 400 por 400 micrômetros e é um componente comercialmente disponível que não se biodegrada. Ele foi projetado para passar com segurança pelo trato digestivo. Todos os componentes restantes se decompõem no estômago em cerca de uma semana.
“Os componentes são projetados para se decompor ao longo de dias usando materiais com perfis de segurança bem estabelecidos, como zinco e celulose, que já são amplamente utilizados na medicina”, diz Say. “Nosso objetivo é evitar a acumulação a longo prazo enquanto possibilitamos a confirmação confiável de que uma pílula foi tomada, e a segurança a longo prazo continuará a ser avaliada à medida que a tecnologia avança para o uso clínico.”
Benefícios Potenciais para Pacientes de Alto Risco
Em testes com animais, o sistema transmitiu com sucesso sinais de dentro do estômago para um receptor externo localizado a até 2 pés de distância. Se adaptado para uso humano, os pesquisadores imaginam vincular a pílula a um dispositivo vestível que poderia relatar os dados diretamente à equipe de saúde de um paciente.
Novos estudos pré-clínicos estão planejados, e a equipe espera iniciar testes com a tecnologia em humanos em um futuro próximo. Recebedores de transplantes de órgãos estão entre os grupos que mais podem se beneficiar, uma vez que a omissão de doses de medicação imunossupressora pode rapidamente levar à rejeição do órgão.
“Queremos priorizar medicamentos que, quando a não adesão está presente, poderiam ter um efeito realmente prejudicial para o indivíduo”, diz Traverso.
Grupos adicionais que podem se beneficiar incluem pacientes com stents recentemente colocados que precisam de medicação para prevenir bloqueios, indivíduos com infecções crônicas como tuberculose e pessoas com distúrbios neuropsiquiátricos que podem interferir no uso consistente de medicação.
Financiamento e Apoio
A pesquisa foi apoiada pela Novo Nordisk, pelo Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, pela Divisão de Gastroenterologia do Brigham and Women’s Hospital e pela Agência de Pesquisa Avançada de Projetos de Saúde dos EUA.
