Unos investigadores han creado pilas eléctricas diminutas que podrían energizar dispositivos electrónicos ingeribles sin los riesgos de otras pilas minúsculas. Las nuevas pilas harían que los dispositivos médicos de esa clase fueran más seguros para los pacientes, ya que, en caso de rotura accidental que dejara la pila expuesta al tracto gastrointestinal, este no sufriría daños. Asimismo, minimizarían el impacto ambiental de las pilas una vez excretadas.
En su última serie de experimentos, estos científicos han comprobado que las pilas, que generan 1,84 voltios, podrían alimentar dos tipos diferentes de dispositivos: una etiqueta RFID capaz de transmitir señales desde el estómago y una cápsula que genera una pequeña corriente eléctrica para estimular la producción de grelina, la hormona del hambre.
Este tipo de pila bioabsorbible también podría emplearse en otros dispositivos ingeribles destinados a aplicaciones médicas, tanto de diagnóstico como de tratamiento.
Este avance tecnológico es obra de un equipo integrado, entre otros, por Mehmet Girayhan Say, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y Giovanni Traverso, profesor de ingeniería mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Hospital BWH (Brigham and Women’s Hospital), ambas instituciones en Estados Unidos.
“Para muchos de los sistemas que estamos desarrollando, necesitamos energía, y suministramos esta de diversas formas”, explica Traverso. “A menudo utilizamos pilas, así que la pregunta era: ¿Podemos desarrollar una pila bioabsorbible y aplicarla a diversos usos?
Durante la última década, Traverso y sus colaboradores han desarrollado cápsulas ingeribles capaces de monitorizar constantes vitales, administrar diversos fármacos desde dentro del cuerpo y detectar sobredosis de opioides.
Para los dispositivos que requieren una fuente de energía, se ha venido recurriendo a fuentes externas que transmiten energía de forma inalámbrica, a la captación de energía del propio tracto gastrointestinal o al uso de pequeñas pilas de botón. Sin embargo, estas pilas (que suelen contener litio, óxido de plata u otros metales) son capaces de causar daños si su revestimiento protector falla durante su tránsito por el tracto gastrointestinal.
Para crear una pila eléctrica más segura y lograr así que los dispositivos por ella energizados sean totalmente autónomos, sin necesidad de energía externa, pero sin el riesgo de toxicidad de los energizados por pilas convencionales, los investigadores optaron por metales que pueden servir para electrodos y que no tienen, en pequeñas cantidades, la toxicidad que sí tienen otros. Escogieron el magnesio y el trióxido de molibdeno.
Los investigadores utilizaron el magnesio para fabricar el ánodo de la pila y el trióxido de molibdeno para el cátodo. La pila incorpora además un electrolito de gel de líquido iónico. Todo el sistema es bioabsorbible, lo que significa que el organismo puede descomponerlo y absorberlo por completo.
Se diseñaron dos versiones distintas de la pila para diferentes aplicaciones: una de las versiones tiene forma de disco y mide 7,5 milímetros de diámetro; la otra versión tiene forma de barra y mide 24 milímetros de longitud.
Para comprobar el comportamiento de las pilas en el tracto gastrointestinal, los investigadores las expusieron a una solución altamente ácida, similar al jugo gástrico. Observaron que las pilas funcionan con normalidad durante unos tres días y que, luego, su rendimiento empieza a disminuir gradualmente. Al cabo de unas semanas, se descomponen por completo.
El equipo expone los detalles técnicos de sus últimos resultados dentro de esta línea de investigación y desarrollo en la revista académica Nature Chemical Engineering, bajo el título “Bioresorbable batteries for transient ingestible bioelectronics”.
