Así es el marcapasos del futuro capaz de generar su propia batería

Descubrimientos como los desarrollados por la científica turca de materiales Canan Dagdeviren podrían revolucionar para siempre la carga de dispositivos electrónicos empleando la energía generada por órganos como el corazón.

La medicina asiste en la actualidad uno de sus períodos dorados gracias a la innovación y el desarrollo tecnológico, propiciado por toda clase de avances apoyados en la biometría, el Big Data, la Inteligencia Artificial o la nanocirugía, entre muchas otras disciplinas. Incluso, en un futuro muy próximo podríamos contar con gadgets adheridos a nuestros órganos y capaces de generar energía para cargar dispositivos electrónicos como los marcapasos.
En fase de pruebas, el marcapasos diseñado por la prestigiosa investigadora turca Canan Dagdeviren es un excelente ejemplo de cómo emplear el el cuerpo humano como fuente de energía gracias a elementos portátiles e implantables en diferentes lugares del organismo. Mientras que los aparatos convencionales se sustituyen cada 6 o 7 años y presentan una cirugía más complicada, el invento desarrollado por esta científica del MIT puede ser adherido al corazón, pulmón y diafragma, constituyendo una valiosa fuente de alimentación energética para el marcapasos.

La clave reside en los componentes piezoeléctricos capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica, que se activan cada vez que el corazón late, evitando las molestias de la capacidad limitada de las baterías y aprovechando la valiosa energía generada por el propio cuerpo que alberga el dispositivo. La investigación de Dagdeviren, que recibió el premio 35 innovadores menores de 35, ha desarrollado el dispositivo biomédico PZT MEH, consistente en una pequeña lámina suave, flexible y liviana capaz de adherirse al órgano sin impedirle realizar su movimiento natural.

Los elementos que componen este avanzado descubrimiento son un sustrato de material biocompatible que se caracteriza por la suavidad y flexibilidad, un componente piezoeléctrico extremadamente fino de circonato-titanato de plomoimpreso sobre el sustrato y el cual genera energía eléctrica al deformarse, un rectificador para modificar la corriente eléctrica y permitir que pueda ser almacenada, y una microbatería. A través de cinta conductiva anisotrópica -una clase de cable ligero y fino- se lleva a cabo la conexión entre el PZT y la batería.

La energía se genera de la siguiente forma: cuando la musculatura del corazón se contrae de forma rítmica -cerca de 40 millones de veces al año-, el componente piezoeléctrico impreso en el sustrato del gadget se curva, se relaja y genera electricidad, que puede ser usada o almacenada en la microbatería presente en la pieza.

Electricidad a partir del calor o el movimiento del cuerpo

Por el momento, las pruebas realizadas en animales como ovejas, cerdos y vacas se han saldado con éxito, y ya se realizan experimentos para que los seres humanos puedan beneficiarse de este disruptivo invento médico que en el futuro, podrá aplicarse a cualquier parte del organismo donde haya movimiento: desde los órganos a las extremidades, tal y como subrayaban Dagdeviren y su equipo en la Revisión Anual de Ingeniería Biomédica del pasado 2017. Cabe recordar que el fuelle respiratorio puede generar 0,83 vatios de potencia, el calor humano del cuerpo hasta 4.8 vatios, y los movimientos de los brazos, hasta 60 vatios.

En el futuro podríamos asistir a toda una oleada de estos dispositivos, como aquellos que se servirán de materiales termoeléctricos para convertir el calor corporal en electricidad: el calor de un cuerpo humano puede generar suficiente electricidad para alimentar monitores de salud inalámbricos, implantes cocleares y estimuladores cerebrales profundos para tratar trastornos como la enfermedad de Parkinson. El equipo de Dagdeviren estima que en diez años estos marcapasos podrían estar en el mercado.

Escrito por Andrea Núñez-Torrón Stock

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