Uma máscara mais eficiente e confortável para o tratamento da apneia do sono está sendo desenvolvida por pesquisadores do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) —um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e Shell na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP)
Empregando a mesma tecnologia usada em um projeto sobre turbinas a gás, os pesquisadores criaram um modelo cujo diferencial é evitar os "engasgos com ar" que ocorrem com o CPAP (pressão contínua positiva da passagem de ar, na sigla em inglês), equipamento usado no tratamento da doença e que faz o bombeio de ar nas vias aéreas do paciente.
A apneia do sono é caracterizada por obstruções repetitivas da garganta durante o sono, que geram pausas respiratórias. O problema afeta cerca de um terço dos brasileiros, segundo levantamento do Instituto do Sono. Quando se manifesta, a musculatura da garganta se fecha e só volta ao normal quando a pessoa acorda, o que pode se repetir várias vezes ao longo do sono.
Essa condição, além de afetar negativamente a qualidade do sono, pode causar doenças no coração, com a alteração constante da oxigenação. Nos casos de apneia moderada ou severa, uma das recomendações de tratamento é usar o CPAP, segundo a SBPT (Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia).
"Muitas pessoas abandonam o tratamento com o CPAP porque se engasgam com o ar que está sendo direcionado da boca para a cavidade nasal. Além disso, quando o engasgo ocorre, o CPAP também para de funcionar", afirma Vitor Bortolin, doutorando em engenharia mecânica na Poli-USP e pesquisador do RCGI.
"Isso acontece porque pessoas com problemas respiratórios tendem a respirar pela boca e, quando o fazem, transferem o ar para o nariz, que é a forma que o corpo reconhece como correta. Ao fazerem isso, aplicam força para respirar novamente pela boca, o que gera o engasgo, replicando o que ocorre com a pessoa quando ela não utiliza o equipamento", detalha Bernardo Diniz Lemos, também doutorando na Poli-USP e pesquisador no RCGI.
Ambos integram o grupo de pesquisadores à frente do projeto, sob a coordenação do professor Julio Meneghini, diretor científico do RCGI. Embora seja um projeto à parte do escopo do RCGI, a tecnologia empregada é a mesma do projeto "Selos labirintos inteligentes para mitigação de emissões de gases de efeito estufa em máquinas pneumáticas", que busca desenvolver tecnologias para reduzir ao máximo o vazamento de gases, como gás carbônico e metano, em compressores e turbinas dessas máquinas.
Solução inovadora
A nova máscara, já com pedido de patente registrado, foi projetada com uma divisória entre as cavidades nasais e bucais. Utiliza uma técnica de engenharia que é aplicada em equipamentos da indústria de gases para fazer o ar circular entre as duas cavidades. Isso mantém, no nível ideal e de forma autorregulada, diferentes pressões do ar no nariz e na boca, que deve ser cerca de 10% maior no nariz.
"Utilizamos uma técnica chamada de diodo fluídico, que é uma válvula, semelhante a um cano, sem partes móveis e com filamentos curvados, desenhados de forma a facilitar a transmissão do ar do nariz, por onde ele chega, para a boca, onde é a saída de ar, e dificultar a volta do ar da boca para o nariz. Dessa forma, quando a pessoa abrir a boca, a válvula vai impedir que o ar se transfira para o nariz, o que previne o engasgo", detalha Bortolin.
A válvula e os filamentos foram produzidos em uma impressora 3D e instalados em uma placa que divide as duas cavidades. A placa é feita de plástico e revestida de acolchoado de silicone. Devido ao seu desenho e às características do material, o equipamento é bem mais confortável e fácil de usar, seja em casa ou ambiente hospitalar.
Problema desafiador
"O diodo fluídico é a principal inovação do projeto, pois já existem modelos que utilizavam uma divisória ou duas câmaras, mas o problema é que, para funcionar, é preciso utilizar duas bombas de ar. Isso acaba aumentando significativamente o custo do produto, além de duplicar o barulho causado pela máquina", afirma Lemos.
Em estudos anteriores, também foram cogitados modelos com uma bomba só e duas válvulas. "Isso também gerou problemas, porque as válvulas tinham que ser grandes e continham partes móveis que podiam ser engolidas pelo paciente. Além de ser difícil de manter a umidade e evitar a proliferação de bactérias, o que fazia com que as válvulas ficassem ‘entupidas’ desses microrganismos e parassem de funcionar", acrescenta Bortolin.
Os pesquisadores planejam testar agora o modelo de diodo fluídico em humanos. Projeções feitas em modelos geométricos já indicam que a circulação do ar deve ser beneficiada. "Conseguimos calcular o número de diodos fluídicos e estimar como funcionaria a circulação de ar ao comparar esses valores com os de outras aplicações dessa tecnologia em gases, o que está dentro do nível ideal", detalha Bortolin.
Uma demonstração do funcionamento da tecnologia pode ser vista em vídeo disponível no canal USP Inovação no YouTube.
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