Científicos desarrollan sensores médicos alimentados por ácido estomacal

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Diemut Strebe

Los dispositivos médicos internos —como los marcapasos— requieren una alimentación eléctrica confiable, pero las baterías son voluminosas y la tecnología continúa avanzando hacia la nanoescala. Dado los riesgos de seguridad asociados a las baterías convencionales, es fácil ver por qué las fuentes alternativas de energía están en alza, motivo también por el que investigadores de todo el mundo están explorando soluciones innovadoras y, a veces, algo extrañas.

El mes pasado, unos investigadores de la Universidad de Berna, en Suiza, demostraron que unas células fotoeléctricas ubicadas debajo de la piel podían alimentar a un marcapasos típico. Y ahora, ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y del Brigham and Women’s Hospital han aprovechado el poder del ácido del estómago para mantener activados unos pequeños sensores ingeribles.

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El dispositivo de ácido gástrico (accionado por el estómago) utiliza un principio similar al de la batería de limón, una fuente de poder improvisada hecha de dos electrodos pegados en un limón. “En nuestro sistema, el líquido gastrointestinal sirve como el electrolito con el cobre, y el zinc como el cátodo y el ánodo, respectivamente”, ha dicho a Digital Trends (Inglés) Giovanni Traverso, uno de los investigadores que dirige el proyecto. “Nuestro sistema usa la electrónica para aumentar la energía de la batería a un voltaje mucho más alto, con el que ya puede hacer un trabajo útil. Por ejemplo, hemos podido tomar la temperatura y transmitir la información de forma inalámbrica”.

Traverso colaboró ​​con Anantha P. Chandrakasan y Robert Langer, con quien ya había desarrollado previamente un dispositivo ingerible que podía tomar biometrías, como la temperatura corporal y la frecuencia cardíaca al pasar a través del cuerpo.

En un artículo publicado en la revista Nature Biomedical Engineering de esta semana, se explica cómo el equipo probó su dispositivo de ácido estomacal en cerdos, pudiendo después recibir datos inalámbricos a una distancia de aproximadamente seis pies cada doce segundos. Aunque la fuente de alimentación del dispositivo disminuyó significativamente a medida que pasaba del estómago al intestino delgado, todavía podía generar la suficiente energía como para transmitir datos, aunque lo hiciese ya con menor frecuencia.

“El sistema demuestra el potencial energético del tracto gastrointestinal, y podría ser aplicado a un amplio conjunto de aplicaciones en el diagnóstico de enfermedades y sus correspondientes tratamientos”, dijo Traverso. “Específicamente, tener un monitoreo continuo de la temperatura, a la vez que mostramos el potencial para el suministro de fármacos utilizando la energía recolectada”.

El prototipo actual mide en 40 milímetros de largo y 12 milímetros de diámetro. Los investigadores esperan aún miniaturizar un dispositivo de trabajo a un tercio de ese tamaño.

“Estamos interesados en estudiar la articulación de sistemas como estos con algunas de las otras tecnologías que estamos desarrollando, las cuales permiten una estancia gastrointestinal más segura y más prolongada”, dijo Traverso. Además, el equipo está desarrollando sensores que pueden medir la biometría y así detectar posibles enfermedades lo antes posible. “Junto con la entrega de fármacos, se prevé el desarrollo de todo un nuevo conjunto de sistemas electrónicos ingeribles a largo plazo”, añadió.