Novo centro de pesquisas vai estudar sensores quântico biomédicos

Pesquisadores da Universidade de Copenhague, da Universidade Técnica da Dinamarca e da Universidade do Texas, em Austin (EUA), vão ganhar um centro para estudar como aplicar as leis da mecânica quântica em sensores para aprimorar o diagnóstico e a prevenção de doenças. O centro foi estabelecido a partir de uma doação da Novo Nordisk Foundation no valor equivalente a cerca de US$ 22 milhões.

“Sensores está entre as tecnologias quânticas mais maduras e têm potencial para aprimorar significativamente os diagnósticos médicos”, afirma Lene Oddershede, vice-presidente sênior da Novo Nordisk Foundation.

Segundo a fundação dinamarquesa, o avanço da tecnologia de sensores quânticos tem permitido registrar e medir pequenas mudanças no movimento e nos campos elétricos e magnéticos muito melhor do que os sensores clássicos. Essa capacidade baseada na física quântica ajuda na identificação de sinais fracos no interior do corpo, tais como os impulsos eletromagnéticos vindos do sistema nervoso, do coração ou do cérebro. Essas são informações relevantes que podem facilitar a detecção e a prevenção precoce de doenças.

No novo Centro de Copenhague para Estudos de Sensores Quânticos Biomédicos, pesquisadores pretendem promover avanços no uso dessas tecnologias de detecção e imagem quânticas em diagnósticos médicos e tratamentos de saúde. “A Dinamarca tem sólidas iniciativas no campo da detecção quântica e, com essa doação, queremos permitir acelerar o desenvolvimento dessa poderosa tecnologia e levá-la dos laboratórios para aplicações clínicas”, explica Oddershede.

O principal objetivo do novo centro de pesquisa é desenvolver e usar novos princípios e técnicas de detecção quântica para diagnósticos biomédicos que possam operar próximos e além dos limites quânticos de sensibilidade, com plataformas ultrassensíveis para detecção precoce de doenças, além de facilitar pesquisas aprofundadas em sistemas celulares em uma escala e precisão sem precedentes.

Em colaboração com hospitais e especialistas biomédicos, a intenção é desenvolver novos métodos atômicos e quânticos que possam ser aplicados a alguns dos problemas de saúde mais urgentes, como o diagnóstico precoce de anomalias cardíacas e cerebrais e a detecção de alterações metabólicas.

Exemplos de pesquisa

A Universidade do Texas, por exemplo, deve concentrar as pesquisas na luta global contra a deficiência de ferro que afeta cerca de metade de todas as crianças do mundo, com efeitos devastadores na função cerebral ao longo da vida. Para isso, é preciso desenvolver um teste altamente preciso para avaliar a absorção de suplementos de ferro por bebês e crianças pequenas. No entanto, isso ainda é muito caro e requer uma amostra de sangue muito grande. Com a aplicação de sensores quânticos, os pesquisadores querem trabalhar com amostras menores para ter diagnósticos precisos e mais acessíveis.

Pesquisadores do Instituto Niels Bohr (NBI), da Universidade de Copenhague, estão monitorando os batimentos cardíacos de fetos e realizando outros tipos de exames médicos delicados contando com sensores quânticos. Os resultados já foram publicados na revista científica Nature Communications. Sensores quânticos podem detectar todos os processos vitais que envolvem pequenas variações em campos magnéticos e na condutividade dos tecidos. O desafio que o grupo do NBI tem ajudado a superar é distinguir os sinais de interesse dos vários tipos de ruído.

A Universidade Técnica da Dinamarca trabalhará com sensores ópticos e de estado sólido experimentais, entre eles um microscópio quântico que permitirá o estudo de sistemas biológicos com detalhes nunca vistos.

O valor doado pela Novo Nordisk Foundation será aplicado à primeira fase de seis anos do Centro de Copenhague para Estudos de Sensores Quânticos Biomédicos. O financiamento da fase 2 será levantado em parceria com a Pointsman Foundation. De acordo com a Allied Market Research, o mercado global de sensores quânticos foi avaliado em US$ 0,3 bilhão em 2022 e deve atingir US$ 1,11 bilhão até 2032, com uma taxa composta de crescimento anual de 14,07% no período entre 2023 e 2032. As principais oportunidades virão justamente do setor médico.