Como os tubarões inspiraram toda uma nova geração de equipamentos médicos | Ethan Mann | TEDxMileHigh

Nesta fascinante palestra, o microbiólogo Ethan Mann explica como os tubarões inspiraram uma solução para a resistência antimicrobiana capaz de salvar vidas.

Esta palestra foi dada em um evento TEDx, que usa o formato de conferência TED, mas é organizado de forma independente por uma comunidade local. Para saber mais, visite http://ted.com/tedx

A Marinha dos EUA sempre teve
um problema frustrante em sua frota.

É algo chamado "incrustação".

Agora, aviso aos não navegantes,

incrustação é quando coisas como algas,
cracas e outras criaturas marinhas

grudam no casco de navios e submarinos.

Costumávamos a prevenir essas incrustações

revestindo navios e submarinos
com agentes tóxicos, como metais pesados,

mas metais pesados não são mais eficazes
em manter os navios limpos como antes.

E queremos navios limpos

porque incrustações nessas embarcações

as tornam, na verdade,
menos eficientes na água

e podem se tornar facilmente
detectáveis pelos inimigos.

Isso não é bom.

Então, alguns anos atrás,
o US Office of Naval Research

chamou um de meus colegas,
engenheiro cientista Dr. Anthony Brennan,

para desenvolver uma solução
para prevenir as incrustações

sem o uso de metais pesados.

Dr. Brennan já estava investigando

como coisas como superfície áspera

podiam prevenir a adesão
de organismos como algas .

Porém o Dr. Brennan
estava tendo dificuldades.

Todas as superfícies desenvolvidas por ele

foram superadas pelas algas.

Então Brennan estava
em uma conferência no Havaí

e percebeu algo bem intrigante.

Olhem bem para estes três animais:

um peixe-boi, uma baleia e um tubarão.

O que vocês percebem?

Bem...

A baleia e o peixe-boi são imundos,

mas o tubarão é impecavelmente limpo.

Essa é uma propriedade única dos tubarões.

Dá próxima vez
que assistirem "Shark Week",

vão perceber que todos
os tubarões que vocês veem

são imaculados.

(Risos)

Por quê?

Brennan queria descobrir.

Então, com a ajuda de alguns
bravos estudantes da pós-graduação,

partiu em busca de um tubarão.

(Risos)

Eles encontraram um em águas rasas

e cuidadosamente fizeram um molde da pele
dele com material de moldes de dentistas.

Não se preocupem, o tubarão
não foi ferido no processo,

embora eu tenha certeza
de que ele não gostou.

(Risos)

Os estudantes levaram o molde de volta ao
laboratório e colocaram sob o microscópio,

e é assim que ele se parece.

A pele do tubarão é constituída
por pequenos dentículos;

eles se sobrepõem,

criando um padrão repetitivo
em forma de diamante em sua pele.

Depois de uma investigação aprofundada,

Brennan e sua equipe perceberam
que a textura desses dentículos

é, na verdade, a responsável
por manter os tubarões limpos.

Eu sou microbiólogo
e especialista em doenças infecciosas,

e acho isso fascinante.

Passei toda minha carreira
tentando manter superfícies limpas,

especialmente as superfícies
de equipamentos médicos.

Em hospitais isso é um problema gigante.

Vejam, bactérias que geralmente são boas

se encontram em lugares
em que não deveriam estar

como resultado de algum
procedimento médico.

Às vezes, durante
ou depois de uma cirurgia,

bactérias permanecem na superfície
de equipamentos médicos, ficam lá,

e causam uma séria infecção;

e isso torna impossível
a recuperação do corpo.

Olhem para esses fios cirúrgicos

usados para fechar
o esterno de um paciente

depois de uma cirurgia de coração.

Perceberam os minúsculos aglomerados
de bactérias na superfície?

Esse paciente não se recuperou por meses,

até que os fios foram removidos
e trocados por fios limpos.

Costumávamos usar só antibióticos
para tratar esse tipo de infecção.

Atibióticos foram medicamentos incrívies,

até um certo ponto.

Mas, por fim, bactérias foram expostas
a antibióticos com tanta frequência

que foram forçadas a se adaptar.

E sobrevivência é a chave da evolução,

e é disso que estamos falando aqui:

evolução das bactérias.

Provavelmente você já ouviu
sobre isso no noticiário.

É a chamada "resistência antibiótica".

Os Centros de Controle e Prevenção
de Doenças dos EUA

consideram a resistência antibiótica

um dos grandes desafios
da saúde pública do nosso tempo.

Doenças que já foram facilmente tratáveis

são hoje intratáveis.

A cada ano, somente nos EUA,

mais de 2 milhões de pessoas vão contrair
uma infecção resistente a antibióticos

e mais de 23 mil pessoas irão falecer
em decorrência dessa infecção.

A indústria farmacêutica

está apressadamente desenvolvendo
mais, mais e mais antibióticos,

desesperadamente tentando vencer
a resistência antibiótica.

Porém, bactérias e germes

se desenvolvem mais rapidamente do
que as formas que inovamos para matá-los.

Está claro que a era antibiótica
está chegando ao fim,

então temos que pensar sobre isso
de uma forma totalmente nova.

E se em vez de tentar matar as bactérias
só depois de causarem infecções,

primeiramente dificultássemos a adesão

dessas bactérias em superfícies
de equipamentos médicos?

Em outras palavras,

prevenimos completamente
a ocorrência dessas infecções.

O que me leva de volta
ao que aprendemos sobre os tubarões.

É a textura da pele do tubarão
que o torna resistente às incrustações.

E se alterássemos a textura
dos equipamentos médicos,

tornando-os mais resistentes às bactérias
causadoras de tantos problemas?

Dr. Brennan sabia que tinha uma
grande descoberta científica em suas mãos.

Ele chamou alguns amigos de confiança
aqui em Denver, Colorado,

e abriram um empresa,
e a chamaram de Sharklet Technologies.

Em 2013, me juntei a equipe,

e juntos usamos superfícies planejadas
imitando a pele dos tubarões

para prevenir bactérias
e outras complicações médicas.

Nosso primeiro dispositivo comercial
é um cateter urológico,

que os médicos começaram a utilizar
em pacientes já no ano passado.

(Aplausos)

Vejam essas imagens no exemplo.

A superfície na esquerda
é uma superfície lisa,

e a da direita é
uma textura de pele de tubarão.

Perceberam a quantidade de bactérias
na superfície lisa

comparada à superfície da pele de tubarão?

Isso porque a textura da pele de tubarão

cria uma superfície inóspita para
a aglomeração e proliferação de bactérias.

Funciona para os tubarões,
e funciona aqui também

porque a textura aproveita
os princípios da energia de superfície.

Agora, energia de superfície

é na verdade uma descrição completa
da propriedade de uma superfície.

Pode incluir elementos como interação
com água ou a rigidez dos materiais.

A textura áspera da pele de tubarão

cria uma superfície
de maior energia de superfície.

Interagimos com a diferença
de energia de superfície o tempo todo.

Normalmente só não percebemos.

Por exemplo, gostamos que gotas de chuva
rolem para fora de nossos carros, certo?

Bem, isso acontece melhor
com uma boa camada de cera.

Cera é um material com maior
características de energia de superfície.

Agora, não podemos revestir
equipamentos médicos em cera,

mas podemos mudar a textura da superfície.

E essa abordagem funciona
em todo tipo de equipamentos médicos,

de cateteres até marca-passos,

e é eficaz contra todo tipo
de bactérias e germes.

Como se vê,

podemos fazer bem mais que simples
dispositivos médicos à prova de bactérias.

Podemos prevenir
outras complicações médicas

por meio do entendimento
do poder da energia de superfície,

como entupimentos frequentes,

coagulação excessiva de sangue

ou má cicatrização.

A próxima geração de equipamentos médicos

inspirados pela pele de tubarões

vai na verdade expandir
como equipamentos médicos são fabricados.

A chave da questão

é como vamos criar todos os tipos
de sofisticados equipamentos médicos,

objetos para bombear
fluido para o nosso sangue

manter nosso coração batendo no ritmo,

ou até estimulando atividades cerebrais.

Contudo, temos um problema

quando esses dispositivos não reagem bem
com mecanismos naturais do nosso corpo.

De fato, descobrimos que podemos melhorar
como equipamentos médicos são aceitos

por meio de ajustes sutis às
características de energia de superfície,

como por exemplo, podemos prevenir
coagulação excessiva

que está ocorrendo aqui
em superfícies lisas,

em comparação com
a textura da pele de tubarão.

Isso significa que podemos combinar
a energia de superfície necessária

com o uso medicinal

para prevenir complicações,

tudo com o poder dos tubarões.

Por fim, à medida que continuamos
a projetar superfícies inteligentes,

exigiremos menos antibióticos,

menos químicos
e menos aditivos agressivos,

e isso produzirá tecnologia
médica que salva vidas,

mais segura para o uso de todos.

Isso, com certeza, é inovação
em sua mais pura forma.

Mas também é um bom lembrete

de quão importante é
observar os detalhes sutis

do bruto mistério do mundo ao nosso redor.

Obrigado.

(Aplausos).