Inventan un sistema inalámbrico para controlar dispositivos dentro del cuerpo

Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)

que ha trabajado en colaboración con científicos del Brigham and Women’s Hospital de Boston ha desarrollado

una nueva forma de alimentar y comunicarse con dispositivos implantados en el cuerpo humano,

lo que supone un importante avance en el campo de la medicina, ya que, entre las aplicaciones de dichos dispositivos,

estaría la administración de fármacos, la monitorización de pacientes con afecciones dentro del cuerpo

o tratar enfermedades mediante la estimulación del cerebro con electricidad o luz.

Los implantes� funcionan con ondas de radiofrecuencia, que pueden pasar con seguridad a través de los tejidos humanos.

Los investigadores ya han llevado a cabo pruebas en animales, y han constatado que las ondas pueden

alimentar dispositivos ubicados a 10 centímetros de profundidad en el tejido y desde una distancia de aproximadamente un metro.

“Aunque estos pequeños dispositivos implantables no cuentan con baterías,

ahora podemos comunicarnos con ellos desde cierta distancia fuera del cuerpo.

Esto abre un tipo completamente nuevo de aplicaciones médicas”, explica Fadel Adib,

profesor asistente en el Media Lab del MIT y autor principal del estudio.

Este se presentará en agosto, en el marco del congreso anual Sigcomm (según sus siglas en inglés),

que organiza la ACM (Asociación de Maquinaria Computacional) y que se centra en la Comunicación de Datos.

Del tamaño de un grano de arroz

Gracias a que los dispositivos no requerirían una batería, podrían fabricarse en un formato diminuto.

De hecho, cuando realizaron el estudio, estos científicos probaron un prototipo del tamaño de un grano de arroz,

pero explican que podrían fabricarlos incluso más pequeño.

“Tener la capacidad de comunicarse con estos sistemas sin la necesidad de que integren una batería implicaría un avance significativo.

Estos dispositivos podrían ser compatibles con, por ejemplo, ayudar en la administración de un medicamento”,

comenta Giovanni Traverso, otro de los autores del estudio y profesor asistente en el Brigham and Women’s Hospital,

de la Facultad de Medicina de Harvard.

Los dispositivos médicos susceptibles de ingerirse o implantarse en el cuerpo pueden ofrecer a los médicos nuevos y avanzados

mecanismos para realizar sus diagnósticos, vigilar y tratar muchas enfermedades.

El laboratorio de Giovanni Traverso ahora está trabajando en una variedad de sistemas comestibles que se pueden usar para

administrar fármacos, controlar los signos vitales y detectar el movimiento del tracto gastrointestinal.

También tendría sus aplicaciones en los electrodos que se implantan en el cerebro para administrar una corriente

eléctrica y tratar, por ejemplo, la epilepsia o la enfermedad de Parkinson.

Estos electrodos, que se emplean para una técnica conocida como estimulación cerebral profunda,

están controlados por un dispositivo parecido a un marcapasos que se coloca bajo la piel

y que podría eliminarse si se utilizara comunicación inalámbrica. Esos futuros implantes inalámbricos

también podrían ayudar a suministrar luz para estimular o inhibir la actividad neuronal a través de la optogenética,

que hasta ahora no se ha adaptado para su uso en humanos, pero que podría ser útil para tratar numerosos trastornos neurológicos.

Hoy, los dispositivos médicos implantables, como es el caso de los marcapasos, llevan sus propias baterías, q

ue ocupan la mayor parte del espacio del dispositivo y ofrecen una vida útil limitada. Fadel Adib,

que apuesta por que existirán dispositivos mucho más pequeños y sin batería,

ha estado explorando la posibilidad de alimentar de forma inalámbrica dispositivos implantables con ondas de radio emitidas por antenas fuera del cuerpo.

Hasta ahora, esto ha resultado difícil de conseguir debido a que las ondas de radio tienden a disiparse a medida que atraviesan

el cuerpo, por lo que terminan siendo demasiado débiles para suministrar suficiente energía.

Para superar este importante escollo, los investigadores que han participado en este estudio

han ideado un sistema al que han denominado “In Vivo Networking” (IVN), que se basa en una serie de antenas que emiten ondas de radio de frecuencias ligeramente diferentes.

A medida que viajan las ondas de radio, se superponen y se combinan de diferentes maneras;

en ciertos puntos, donde los puntos altos de las ondas se superponen, pueden proporcionar energía suficiente para alimentar un sensor implantado.

“Elegimos frecuencias que son ligeramente diferentes entre sí y, al hacerlo,

sabemos que en algún punto en el tiempo estos van a alcanzar sus máximos al mismo tiempo.

Cuando lo hacen, son capaces de superar el umbral de energía necesario para alimentar el dispositivo “, aclara Adib.

Con el nuevo sistema, los investigadores no necesitan conocer la ubicación exacta de los sensores en el cuerpo,

ya que la energía se transmite en un área grande, lo que además implica que pueden alimentar múltiples dispositivos a la vez.

Al mismo tiempo que los sensores reciben una ráfaga de potencia,

también reciben una señal que les indica que transmitan información a la antena. Asimismo,

esta señal podría usarse para estimular, por ejemplo, la liberación de un fármaco o un pulso de luz, comentan los investigadores.