Los chinos han creado un cargador inalámbrico que se puede colocar de forma segura dentro de una persona.

Los científicos chinos han creado un dispositivo inalámbrico biodegradable que puede recibir e incluso almacenar energía dentro de una persona, debajo de su piel. Podría alimentar implantes bioelectrónicos, como sistemas de administración de medicamentos totalmente biodegradables.

Los sistemas bioelectrónicos implantables, como sensores de monitoreo e implantes de administración de medicamentos, son formas mínimamente invasivas y confiables de monitorear y tratar a los pacientes con precisión. Sin embargo, según un artículo publicado el jueves en la revista Science Advances dirigido por investigadores de la Universidad de Lanzhou, el desarrollo de módulos de energía para operar estos dispositivos va por detrás del desarrollo de sensores y bloques de circuitos biocompatibles y biodegradables.

Aunque existen fuentes de alimentación biodegradables, a menudo sólo se pueden utilizar una vez y no son lo suficientemente potentes para aplicaciones biomédicas. Además, las fuentes de alimentación conectadas a cargadores transdérmicos pueden causar inflamación, y las fuentes de alimentación que funcionan con baterías no recargables pueden requerir reemplazo quirúrgico, lo que puede causar complicaciones.

Para abordar esta deficiencia, los investigadores propusieron un sistema de energía implantable inalámbrico que tiene “tanto una alta eficiencia de almacenamiento de energía como propiedades favorables de interacción con los tejidos”. Su diseño suave y flexible le permite adaptarse a la forma de tejidos y órganos.

El dispositivo de alimentación inalámbrico consta de una bobina de magnesio que carga el dispositivo cuando se coloca una bobina transmisora ​​externa sobre la piel sobre el implante. Al igual que con la carga inalámbrica de un teléfono inteligente. La energía recibida por la bobina debajo de la piel pasa a través de un circuito y luego ingresa a un módulo de almacenamiento de energía que consta de supercondensadores híbridos de iones de zinc (ionistores). Según sus características, los ionistores ocupan una posición intermedia entre un condensador y una fuente de corriente química, por ejemplo, una batería. Aunque los supercondensadores almacenan menos energía por unidad de volumen que las baterías de litio, tienen altas densidades de potencia y, por lo tanto, pueden entregar grandes cantidades de energía de manera constante.

El prototipo de sistema de suministro de energía, encerrado en un implante flexible y biodegradable en forma de chip, combina la recepción y el almacenamiento de energía en un solo dispositivo. La energía se puede suministrar a través de un circuito eléctrico directamente al dispositivo bioelectrónico conectado, así como al supercondensador, donde se almacena “Proporcionar una descarga constante y estable para alimentar un dispositivo bioelectrónico.» después de completar la carga.

El zinc y el magnesio son esenciales para el cuerpo humano y los investigadores señalan que las cantidades contenidas en el dispositivo están por debajo de los niveles de ingesta diaria, lo que hace que los implantes solubles sean biocompatibles. Todo el dispositivo está recubierto de un polímero y cera que puede doblarse y deformarse según la estructura de la tela en la que está incrustado. metido.

Las pruebas del dispositivo en ratas mostraron que puede funcionar eficazmente durante hasta 10 días y desaparece por completo en dos meses. El tiempo de funcionamiento del dispositivo se puede cambiar cambiando el espesor y la composición química de la capa encapsulante. Para demostrar la funcionalidad de la fuente de energía, los investigadores conectaron supercondensadores apilados a una bobina receptora y a un dispositivo de administración de fármacos biodegradable y los implantaron en ratas. El prototipo implantable no estaba encerrado en un solo dispositivo, sino que constaba de partes encapsuladas separadas y conectadas entre sí. Se implantó un dispositivo de administración de fármacos que contenía un fármaco antiinflamatorio en ratas con candidiasis. Durante el período de observación de 12 horas, la temperatura en el grupo sin implante fue significativamente más alta que en el grupo con implante.

Los investigadores observaron que el problema de encender y apagar el dispositivo persiste, ya que sólo deja de funcionar cuando se agota la carga. Sin embargo, en su opinión, el inicio controlado de la carga también puede controlar la duración del encendido y apagado. Según los investigadores, las ratas que recibieron el implante sin recargar también experimentaron cierta liberación pasiva del fármaco, ya que la temperatura registrada en este grupo también se redujo en comparación con el grupo de control.

Sin embargo, el artículo afirma que el prototipo “representa un importante paso adelante en el avance de una amplia gama de dispositivos bioelectrónicos transitorios implantables capaces de proporcionar soluciones energéticas eficientes y fiables.».