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Aquí no hay baterías: los nuevos implantes pueden cargarse a través del propio tejido de su cuerpo

Abra la computadora portátil promedio y verá dos cosas: un procesador del tamaño de medio dólar y las partes relativamente masivas necesarias para alimentarlo, sobre todo, la batería.

Lo mismo se aplica a los implantes médicos electrónicos, como los marcapasos. Pero dentro del cuerpo humano, a menudo no hay espacio para un gran paquete de energía. Entonces, un equipo de investigadores, dirigido por Ada Poon, profesora asistente de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford, ha desarrollado una forma de cargar de forma inalámbrica los dispositivos implantados dentro del cuerpo, permitiendo dispositivos médicos tan pequeños como un grano de arroz.

El sistema de carga del equipo es un riff en la tecnología utilizada para alimentar cepillos de dientes eléctricos, teléfonos inteligentes y otros dispositivos pequeños. En esas configuraciones, la electricidad pasa a través de una bobina en una fuente de energía, creando un campo electromagnético. Una bobina correspondiente en el dispositivo mismo recolecta energía de ese campo, lo que induce una corriente que puede alimentar el dispositivo o cargar una batería. Sin embargo, este tipo de onda, conocida como "campo cercano", no puede viajar muy lejos o atravesar el tejido.

Si bien hay espacio para un marcapasos con una batería cerca del corazón, otras partes del cuerpo proporcionan menos área para trabajar. En el cerebro, por ejemplo, no hay espacio para que un implante se asiente en el sitio de tratamiento. En cambio, los médicos tendrían que colocarlo donde haya un área relativamente abierta, como la parte posterior del cuello, y usar cables para llegar al sitio objetivo.

"De ninguna manera somos las primeras personas en hacer la alimentación inalámbrica para implantes médicos", explica John Ho, un estudiante graduado que fue coautor del estudio. “[Los implantes se usan] para cosas como los implantes cocleares, pero la [fuente de energía] en sí misma debe ser bastante grande y el implante debe ser muy superficial. No pueden llegar a los lugares importantes del cuerpo, como el corazón o el cerebro ".

Es por eso que el trabajo de Poon tiene como objetivo explorar cómo usar el "tejido biológico para transportar energía", dice ella. Su implante electrónico de 2 mm por 3 mm se alimenta a través del cuerpo con una fuente del tamaño de una tarjeta de crédito (cargada de forma independiente) fuera de él.

Su equipo encontró un método único para manipular las ondas para que se propaguen y pasen a través del tejido vivo. La fuente de energía genera ondas electromagnéticas de campo cercano de un patrón específico. A medida que los pulsos golpean e interactúan con el tejido vivo, se convierten en un nuevo tipo de onda, llamada "campo medio". "Cuando colocas [nuestra fuente de energía] sobre el cuerpo, las propiedades de tu tejido en realidad convierten las ondas". explica

El implante es parte de una clase de terapias médicas conocidas como "electroquímicos".

Muchas de las funciones de nuestro cuerpo son de naturaleza eléctrica, por lo que un implante electrónico colocado cerca de una fibra nerviosa podría administrar pulsos pequeños que proporcionan una terapia más específica que las drogas, que actúan a nivel mundial.

"Queremos ver si la electrónica puede usarse para tratar enfermedades como complemento de la terapia con medicamentos o como un reemplazo para la terapia con medicamentos", dice Poon

El método, hasta ahora, parece seguro. El equipo pudo transmitir energía a un implante en un cerdo (un animal similar a un humano a escala) y establecer el ritmo del corazón de un conejo. Y un laboratorio independiente en el Área de la Bahía descubrió que las ondas de radio producidas por el sistema de Poon no son más peligrosas que las de un teléfono celular.

Ella espera comenzar las pruebas en humanos dentro de un año. Los ensayos iniciales se centrarán en el manejo del dolor. Pero Ho dice que eso es solo la punta del iceberg; El equipo está trabajando con laboratorios en la escuela de medicina de la universidad para encontrar usos potenciales para otras afecciones, que pueden incluir epilepsia, Parkinson o incontinencia urinaria.

Pasarán varios años antes de que un sistema como el de Poon llegue a los dispositivos médicos de consumo. Pero el escenario para una nueva era de medicina electrónica ciertamente ha sido preparado.

Aquí no hay baterías: los nuevos implantes pueden cargarse a través del propio tejido de su cuerpo