Un nuevo sistema de energía inalámbrica entre un dispositivo portátil y un implante mantiene el suministro pese al movimiento, el estiramiento y la desalineación, y podría habilitar implantes médicos blandos sin batería para aplicaciones cardíacas.
Investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (IBS), la Universidad Nacional de Seúl y otras instituciones de Corea del Sur desarrollaron un sistema de transferencia inalámbrica de energía (WPT, por su sigla en inglés) pensado para mantener alimentados los implantes médicos blandos aun cuando los dispositivos se mueven, se estiran o cambian de posición dentro del cuerpo. El sistema combina un transmisor portátil con un receptor elástico de metal líquido, y se demostró en un marcapasos cardíaco inalámbrico. El trabajo se publicó en Nature Electronics.
¿Cuál es el problema que resuelve?
La dificultad central es mantener estable el enlace inalámbrico cuando la distancia y la alineación entre el transmisor externo y el receptor implantado cambian todo el tiempo. Los sistemas WPT inductivos convencionales pierden eficiencia cuando sus bobinas quedan desalineadas. El problema se agrava en los implantes blandos, diseñados para adaptarse a órganos y tejidos que se mueven.
Un circuito PT-simétrico y metal líquido
Los investigadores lo abordaron con un circuito de simetría paridad-tiempo (PT-simétrico). El transmisor portátil usa una arquitectura autooscilante que se adapta a las variaciones del enlace inalámbrico. El implante, por su parte, incorpora un receptor elástico fabricado con conductores de metal líquido, lo que permite que el circuito receptor siga funcionando eléctricamente mientras se deforma.
A diferencia de la electrónica rígida de los implantes tradicionales, este receptor soporta la deformación sin perder el acoplamiento de energía. El enfoque ataca una de las limitaciones de la bioelectrónica blanda. La flexibilidad mecánica mejora la adaptación al tejido, pero al mismo tiempo vuelve menos predecibles los enlaces de energía convencionales.
Pruebas en conejos y cerdos
El equipo integró primero la tecnología en un marcapasos inalámbrico sin cables. Las pruebas en modelos de conejo y de cerdo mostraron que el sistema seguía entregando energía durante los cambios de distancia, alineación y deformación mecánica, lo que permitió una estimulación cardíaca sin ataduras.
La arquitectura podría servir para otros implantes sin batería o con baterías más pequeñas, incluidos dispositivos que deben funcionar de forma continua mientras se adaptan a estructuras biológicas en movimiento. Eliminar o reducir la dependencia de baterías implantadas también podría disminuir la necesidad de cirugías de reemplazo.
Lo que falta antes de llegar a pacientes
Su aplicación práctica todavía exige optimizar la eficiencia de la transferencia de energía, miniaturizar el implante y comprobar la seguridad en los tejidos, la confiabilidad a largo plazo y la alineación entre la electrónica portátil y la implantada.
