Uma nova solução para o tratamento da apneia do sono, que combina eficácia com maior conforto, é um exemplo notável de spillover, onde uma inovação transcende sua aplicação original. Este avanço é resultado do trabalho do Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), localizado na Escola Politécnica (Poli) da USP. Utilizando a mesma tecnologia desenvolvida para turbinas a gás, os pesquisadores criaram um modelo que minimiza os “engasgos com o ar” comuns no uso do Continuous Positive Airway Pressure (CPAP), um dispositivo utilizado para tratar a apneia do sono por meio do fornecimento contínuo de ar ao paciente.

A apneia do sono é uma condição caracterizada por obstruções repetidas nas vias aéreas durante o sono, resultando em pausas na respiração. Esse distúrbio afeta aproximadamente um terço da população brasileira, conforme dados do Instituto do Sono. Durante um episódio de apneia, os músculos da garganta se contraem e só relaxam quando a pessoa desperta, ocorrendo frequentemente durante a noite. Isso compromete a qualidade do sono e pode levar a problemas cardíacos devido às variações contínuas na oxigenação. Para apneias moderadas a severas, o uso do CPAP é frequentemente recomendado pela Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia.

“Muitos pacientes desistem do tratamento com CPAP devido ao desconforto causado pelo ar que se desloca da boca para o nariz. Além disso, o dispositivo para de funcionar quando o engasgo ocorre”, explica Vitor Bortolin, doutorando em Engenharia Mecânica na Poli e pesquisador do RCGI.

“Esse problema surge porque os indivíduos com dificuldades respiratórias tendem a respirar pela boca e, ao transferir o ar para o nariz, acabam gerando uma força adicional que resulta no engasgo, semelhante ao que acontece quando o equipamento não está sendo utilizado”, detalha Bernardo Diniz Lemos, também doutorando na Poli e pesquisador do RCGI.

Os dois pesquisadores fazem parte da equipe do RCGI e da Poli que lidera o projeto, coordenado pelo professor Julio Meneghini, diretor científico do centro. Embora este projeto seja uma extensão do objetivo principal do RCGI, a tecnologia utilizada é a mesma do Projeto de Selos Labirintos Inteligentes para Redução de Emissões de GEE em máquinas pneumáticas, que visa desenvolver soluções para minimizar vazamentos de gases, como CO2 e CH4, em compressores e turbinas.

Inovação Revolucionária

O novo dispositivo, que já teve seu pedido de patente registrado, foi projetado com uma divisória entre as cavidades nasal e bucal e emprega uma técnica de engenharia aplicada em equipamentos industriais para controlar a circulação do ar entre essas duas áreas. Essa abordagem mantém diferentes pressões de ar no nariz e na boca, com a pressão no nariz sendo cerca de 10% maior.

“Aplicamos uma técnica conhecida como diodo fluídico, que é uma válvula [semelhante a um tubo] sem partes móveis e com filamentos curvados, desenhados para facilitar a passagem do ar do nariz [entrada] para a boca [saída], e dificultar a retrocessão do ar da boca para o nariz. Dessa forma, quando a pessoa abre a boca, a válvula impede a transferência do ar para o nariz, prevenindo o engasgo”, explica Bortolin.

A válvula e os filamentos foram impressos em 3D e instalados em uma placa divisória. Feita de plástico e revestida com acolchoado de silicone, a nova máscara oferece maior conforto e é fácil de usar tanto em casa quanto em ambiente hospitalar.

“O diodo fluídico é a grande inovação deste projeto. Modelos anteriores usavam divisórias ou câmaras múltiplas, exigindo duas bombas de ar, o que aumentava significativamente o custo e o ruído do equipamento”, observa Lemos. “Outros modelos com uma bomba e duas válvulas apresentaram problemas similares, com válvulas grandes e partes móveis que poderiam ser ingeridas pelo paciente, além de dificuldades em manter a umidade e evitar a proliferação de bactérias, resultando em obstruções”, acrescenta Bortolin.

Os pesquisadores estão agora planejando testes clínicos com o modelo de diodo fluídico. Simulações em modelos geométricos sugerem que a circulação do ar será otimizada.

“Calculamos o número ideal de diodos fluídicos e projetamos a circulação do ar com base em outras aplicações dessa tecnologia, o que parece estar dentro do nível ideal”, conclui Bortolin.

O Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) é um centro de pesquisa em engenharia fundado em 2015, com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e de empresas por meio da cláusula de P,D&I da ANP. Atualmente, o RCGI conduz 53 projetos de pesquisa, com colaborações internacionais e 600 pesquisadores envolvidos.

Via: Jornal da USP