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O resistor errado que aprendeu a pulsar
Em 1956, numa bancada em Buffalo, um componente trocado fez o circuito pulsar em vez de gravar, e o pulso virou o primeiro marca-passo implantável.
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Buffalo, 1956: o componente trocado da caixa
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Ithaca, estado de Nova York, 1951. Um estudante de engenharia elétrica almoçava numa mesa comprida de refeitório com dois cirurgiões visitantes, num centro de pesquisa da Cornell onde ele operava equipamento de registro fisiológico.
Os dois falavam de uma coisa chamada bloqueio atrioventricular total. O nó que dispara o batimento no alto do coração continua trabalhando, o músculo lá embaixo continua íntegro, e o fio que liga um ao outro para de conduzir o sinal. Faltavam poucos segundos de comando elétrico e o corpo inteiro parava de receber sangue.
O estudante ouviu a descrição e enxergou um circuito. Um pulso pequeno, na hora certa, repetido, era exatamente o tipo de coisa que ele passava o dia montando com válvula, capacitor e fio. Ele guardou a cena e voltou para a bancada.
Naquele momento não existia jeito discreto de entregar esse pulso. O aparelho de referência era o de Paul Zoll, apresentado em 1952: dois eletrodos colados no peito, descarga suficiente para atravessar pele, gordura e osso, queimadura no ponto de contato e o paciente acordado sentindo cada disparo. Funcionava por dias, dentro do hospital, ligado na tomada.
Em 1957, uma queda de energia em Minneapolis expôs o segundo limite. Os aparelhos externos ligados na rede elétrica pararam junto com a cidade, e um engenheiro chamado Earl Bakken montou às pressas uma caixa a pilha do tamanho de um livro, presa ao corpo por fora, com fios saindo pela pele. Continuava do lado de fora.
O problema era de embalagem, não de eletricidade. Todo mundo já sabia que um pulso pequeno restaurava o ritmo. Ninguém tinha um circuito que coubesse debaixo da pele, gastasse pouca energia e não pedisse fio atravessando a barreira do corpo.
Cinco anos depois daquele almoço, o mesmo engenheiro estava numa oficina em Buffalo montando um aparelho para gravar som de batimento. Ele enfiou a mão numa caixa de peças, pegou o componente errado, soldou, ligou e ouviu o circuito fazer uma coisa que não era gravar.
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I A invenção de hoje
Um pulso a cada segundo dentro do peito
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Um marca-passo é um relógio elétrico que empresta a batida. Uma bateria, um circuito oscilador que conta o tempo e um fio isolado que encosta na parede do coração. A cada intervalo, o circuito solta uma corrente pequena, e o músculo responde com uma contração.
A parte difícil nunca foi produzir o pulso, e sim produzi-lo por anos seguidos dentro de um corpo, com energia guardada em algumas gramas de bateria. O músculo cardíaco precisa de bem menos estímulo do que a pele deixa passar: por contato direto, alguns milésimos de ampère bastam.
O aparelho que Wilson Greatbatch montou em Buffalo era do tamanho aproximado de um disco de hóquei. Dois transistores, um punhado de peças e um bloco de baterias de mercúrio, tudo encapsulado em resina epóxi e depois em silicone, para o líquido do corpo não alcançar o circuito.
O pulso saía com cerca de 1,8 milissegundo de duração e um intervalo de aproximadamente um segundo entre um e outro. Era só o que o coração precisava ouvir para voltar a marchar em ritmo.
A primeira prova veio em 7 de maio de 1958. Greatbatch levou a peça ao Veterans Administration Hospital de Buffalo, onde os cirurgiões William Chardack e Andrew Gage abriram o peito de um cão e encostaram os eletrodos no músculo.
O que aconteceu na sala foi imediato. O coração do animal assumiu o ritmo do aparelho, batida por batida, e continuou nele enquanto o circuito pulsava. Chardack levantou os olhos da mesa e disse uma frase que Greatbatch repetiria pelo resto da vida.
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"Ele olhou para cima e disse: bom, isso aí vai salvar dez mil vidas por ano."
> Wilson Greatbatch, The Making of the Pacemaker, 2000
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Os dois anos seguintes foram de teste bruto. Greatbatch trabalhava num galpão nos fundos de casa, com dois mil dólares guardados, e montou cinquenta unidades à mão. Quarenta foram para animais, dez ficaram reservadas para gente.
Em 7 de abril de 1960, o primeiro implante humano foi feito num homem de 77 anos em Buffalo. Ele viveu mais dezoito meses com o aparelho no lugar. Naquele mesmo ano outros nove pacientes receberam a peça, e o modelo passou a ser chamado de marca-passo Chardack-Greatbatch.
Em 1961, a licença de fabricação foi para uma empresa pequena de Minneapolis chamada Medtronic, a mesma do engenheiro que tinha montado a caixa a pilha durante o apagão. Foi ela que transformou as unidades feitas na garagem em produto de série.
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II Acidente ou projeto
Dez mil ohms e um megohm
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Acidente na origem, projeto em tudo o que veio depois. O componente trocado durou um instante na bancada em 1956. O que fez o pulso chegar ao peito de alguém foram quatro anos de encapsulamento, bateria, teste em animal e uma decisão de não vender antes da hora.
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Wilson Greatbatch nasceu em Buffalo em 1919, foi operador de rádio da Marinha na Segunda Guerra e voltou para a faculdade de engenharia elétrica pelo programa de veteranos. Em 1956 dava aula na Universidade de Buffalo e pegava trabalho de bancada para complementar a renda.
O trabalho daquele dia era um oscilador para registrar som de batimento cardíaco, encomendado para um projeto de pesquisa. O circuito precisava de um resistor de 10 mil ohms para completar o estágio de entrada.
A caixa de peças estava desorganizada e as marcações eram anéis coloridos de poucos milímetros. Ele pegou um resistor de 1 megohm, cem vezes maior que o pedido, soldou no lugar e ligou o aparelho.
O circuito não gravou nada. Ele passou a oscilar sozinho, disparando um pulso curto, parando por cerca de um segundo e disparando de novo, com a regularidade de um relógio.
Greatbatch reconheceu o desenho na hora, porque carregava aquela conversa de refeitório havia cinco anos. O ritmo que saía da bancada era o mesmo que os cirurgiões descreveram como ausente no bloqueio cardíaco.
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"Fiquei olhando para aquilo sem acreditar, e então percebi que era exatamente o que faltava para comandar um coração."
> Wilson Greatbatch, The Making of the Pacemaker, 2000
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Daí em diante o acaso sai de cena. A lista do que ainda faltava resolver explica por que a distância entre a bancada e o peito humano levou quatro anos.
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1. Isolar o circuito do corpo. Líquido corporal atravessa quase tudo e corrói solda. A saída foi encapsular o conjunto em resina epóxi e revestir em silicone de grau médico, camada sobre camada, testada em banho salino.
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2. Fazer a energia durar. Baterias de mercúrio davam cerca de dois anos de operação, e cada troca significava uma cirurgia nova. O consumo do circuito foi cortado ao mínimo, e o problema só se resolveu de vez nos anos 1970, quando o próprio Greatbatch desenvolveu a bateria de lítio-iodo que virou padrão do setor.
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3. Provar antes de vender. Ele recusou fabricar em escala enquanto a série de testes em animais não fechasse, e montou as primeiras unidades sozinho, à mão, uma por uma.
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A terceira exigência é a que separa a história de invenção da história de anedota. Um circuito que pulsa por engano numa oficina é curiosidade. Um circuito que pulsa dentro de alguém por dois anos seguidos é engenharia paga em detalhe chato.
Vale registrar que a corrida tinha mais de um corredor. Em 8 de outubro de 1958, na Suécia, o cirurgião Åke Senning implantou em Arne Larsson um aparelho projetado por Rune Elmqvist. A unidade funcionou por poucas horas, a segunda durou alguns dias, e Larsson trocaria de aparelho vinte e seis vezes ao longo da vida, até 2001.
O carimbo do dia fecha assim. O acaso entregou o ritmo pronto, num resistor cem vezes fora de especificação. O projeto entregou tudo o que faz um aparelho durar: o revestimento, a bateria, a série de testes e a paciência de não anunciar antes de a peça aguentar.
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