Implantação da técnica de crescimento de cristais via fusão a laser e a preparação de cristais com concentração zonal eutética para aplicações em procedimentos cirúrgicos

Resumo

A importância da tecnologia baseada em monocristais, aplicada à medicina, é relevante e bem reconhecida (sistemas de tomografia computadorizada, marcapassos, sensores de pH, etc.), entretanto esta área estratégica vem perdendo continuamente competência no desenvolvimento de novos dispositivos devido à falta de formação de pessoas com conhecimento em crescimento de cristais. Três são os principais motivos para a falta de interesse na área; o elevado custo dos equipamentos convencionais (centenas de milhares de dólares), a quantidade de reagentes utilizados (da ordem de centenas de gramas) e o longo tempo de preparação dos monocristais (dias ou semanas). A técnica de fusão a laser, Laser-Heated Pedestal Growth (LHPG), surge como uma alternativa a este cenário. Esta técnica é a que melhor se adequa a produção de monocristais no formato de fibras monocristalinas devido a sua versatilidade (não utilização de cadinhos), suas elevadas taxas de puxamento (mm/min, permitindo a obtenção de monocristais em questão de horas) e tamanho reduzido da zona fundida (< 1 mm3), possibilitando economia de matéria prima. Devido às características únicas desta técnica de crescimento, a qual permite a obtenção de regiões intencionalmente dopadas bem localizadas, uma nova aplicação para fibras cristalinas foi desenvolvida, visando à sua utilização em termoterapia a laser para a destruição de tumores. Os protótipos consistem da produção de fibras cristalinas puras, com uma dopagem elevada de Nd3+ apenas em sua extremidade (ponta). Desta forma por meio de bombeio com feixe de lasers e com a relaxação dos multifônon, calor é gerado elevando a temperatura da região dopada. A utilização de calor (hipertermia ou termoterapia) não é novidade no tratamento de tumores e é utilizada desde a antiguidade. Entretanto, ao longo dos anos vem se desenvolvendo sistemas e técnicas minimamente invasivas e com o maior controle possível da temperatura no local da aplicação, visando o menor dano possível aos tecidos adjacentes ao local da aplicação. Neste projeto, estamos propondo a implantação da técnica de crescimento de cristais por fusão a laser no Departamento de Engenharia de Materiais, da Universidade Federal de São Carlos, assim como o estudo sistemático da produção destas pontas com diferentes dopagens, visando a máxima eficiência de aquecimento, utilizando materiais biocompatíveis a base de óxido de alumínio. Para o desenvolvimento deste projeto contamos com a parceria com a Divisão de Otorrinolaringologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, USP por meio do Prof. Dr. Edwin Tamashiro. (AU)