Prototipos de Baterías que se disuelven de manera segura en el cuerpo podrían alimentar dispositivos ingeridos.
Baterías hechas con pigmentos que se encuentran en la tinta de sepia puede dar lugar a fuentes de alimentación comestibles, solubles para los nuevos tipos de dispositivos médicos.
Los investigadores dirigidos por la Universidad Carnegie Mellon y el científico Christopher Bettinger demostraron la nueva batería. «En vez de litio y electrolitos tóxicos que funcionan muy bien, pero no son biocompatibles, elegimos materiales simples de origen biológico», dice Bettinger.
Los materiales de la batería convencionales no están a salvo en el interior del cuerpo a menos que estén encerrados en cajas protectoras voluminosos que eventualmente deben ser removidas quirúrgicamente. La electrónica que pueden bien ser tragadas o implantadas en el cuerpo sin causar daño podría controlar la cicatrización de la herida y la progresión de la enfermedad, la liberación gradual de los fármacos, y permitir sensores cardiovasculares y estimuladores en los nervios más sensibles.
El prototipo de batería de iones de sodio de los investigadores de CMU utiliza melanina de tinta de sepia para el ánodo y el óxido de manganeso como cátodo. Todos los materiales en la batería se descomponen en componentes no tóxicos en el cuerpo.
El grupo CMU está trabajando en la electrónica de comestibles que se pueden tragar en forma de píldoras. Estos medicamentos electrónicos podrían dejar ya que los médicos entreguen las drogas de proteínas sensibles a través de inyecciones (porque normalmente se destruyen en el estómago por vía oral). Esto podría hacer que las terapias tales como medicamentos contra la artritis que tienen actualmente que ser administrados por vía intravenosa en el hospital sean mucho más fáciles de tomar.
Las píldoras inteligentes, dice Bettinger, podrían llevar sensores y circuitos y liberar fármacos sólo después de que haya pasado el duro ambiente del estómago y alcanzan el intestino, donde las drogas se absorben en el cuerpo. La electrónica de comestibles también podría ser utilizada por atletas para controlar su temperatura corporal y otros parámetros corporales.
Las baterías de melanina no coincide con el rendimiento de las baterías de iones de litio, pero no deja de ser útil, dice Bettinger, quien fue nombrado uno de los 35 innovadores del MIT Technology Review menores de 35 años en 2011. Los prototipos, que se describen en los Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, actualmente proporcionan suficiente energía para hacer funcionar los sensores simples. Bettinger dice que están trabajando para mejorar su capacidad de producción de energía y el almacenamiento mediante la experimentación con diferentes formas de melanina.
El grupo de Bettinger no es el primero en proponer pastillas electrónicas. Algunas compañías, incluyendo Olympus, ya hacen las cápsulas que contienen las cámaras, pero este tipo de sistemas, que utilizan componentes electrónicos y ópticos tradicionales para la imagen del sistema digestivo, no se pueden tragar con regularidad, dice Bettinger.
Otra compañía, Proteus Digital Health de Palo Alto, California, hace un sistema de monitoreo de la salud personal que incluye pastillas fijadas con etiquetas de identificación digital. Un pequeño chip que almacena un número de identificación se encuentra entre dos láminas metálicas que actúan como una batería parcial que el director tecnológico de la compañía, Mark Zdeblick, llama a una «célula biogalvanic.»
Cuando se ingiere la píldora, los metales entran en contacto con los iones en el estómago, activar el dispositivo, permitiendo que la corriente fluya entre las láminas metálicas. El chip modula la corriente que fluye entre las láminas de metal para producir un campo eléctrico débil que es detectado por un parche usado por el paciente. Esto permite a las personas y los profesionales médicos monitoreen cuando toman sus medicamentos.
John Rogers, científico de materiales que hace la electrónica biodegradables en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, dice que necesitará más energía para más sofisticados productos electrónicos comestibles e implantables, y una manera similar como las baterías llenas de Bettinger.
Rogers también está trabajando en baterías biodegradables para uso médico. En un artículo que será publicado en la revista Advanced Materials, el equipo describe las baterías hechas de los metales solubles y trazas de minerales de magnesio y molibdeno. Rogers dice que las Baterías biodegradables, permitirán «dispositivos que intervienen en la cicatrización de heridas, monitorearán el cuerpo, aplicarán la terapia cuando sea necesario, y luego desaparecerán de forma natural después de que la herida esté completamente curada, lo que elimina la tensión innecesaria en el cuerpo.»
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