Los ingenieros han encontrado una forma segura para la transferencia inalámbrica de energía a los implantes médicos en el cuerpo. Lo utilizaron para alimentar un pequeño marcapasos sin pilas que es aproximadamente del tamaño de un grano de arroz. Y hasta ahora funciona! En los conejos, por ahora.
Voluminosas baterías y sistemas de cableado torpes han restringido el uso de marcapasos que salvan vidas y estimuladores de nervios para aliviar el dolor. Marcapasos más pequeño del mundo que no requiere electrodos fue revelado hace poco, pero no importa lo pequeño que reciben, siempre tendrá que ser reemplazado con el tiempo sus baterías.
Como alternativa, un equipo de investigadores de Stanford dirigido por Ada Poon quería transferir el poder a microimplantes sin cables ni baterías. Ellos desarrollaron un nuevo método de control de las ondas electromagnéticas en el interior del cuerpo.
Las ondas electromagnéticas se utilizan para transmitir señales de las torres de radio, calentar alimentos en microondas y fuentes de cepillos de dientes eléctricos que se pueden recargar de forma inalámbrica en sus cunas de plástico. Hay dos tipos principales de ondas electromagnéticas - campo lejano y de campo cercano - pero ninguno de ellos son una fuente de energía ideal para los dispositivos médicos. Cuando las ondas de campo lejano se encuentran con el tejido biológico, están bien reflejados por o son absorbidos por la piel en forma de calor. De campo cercano ondas se utilizan en los dispositivos actuales (como audífonos) pero su alcance es limitado.
Así que el equipo de Poon mezclado los dos y creó olas de mitad de campo. Cuando esta onda se mueve desde el aire a la piel, que cambia sus características de una manera que permite que se propague. Ellos llaman a su sistema de "transferencia inalámbrica de mitad de campo", y pueden utilizarlo para concentrar la energía electromagnética directamente en un implante en lo profundo de los tejidos biológicos. Así es como funciona:
En primer lugar, tuvieron que diseñar un transmisor: una placa de metal de 6 centímetros-cuadrado con cuatro cortes en forma de tridente-dispuestos en un círculo, Science describe.
Estos utilizan más o menos la misma potencia que un teléfono celular, y que sólo necesitan ser colocados en la piel arriba de un implante.
Luego usaron eso para transmitir energía a una bobina minúsculo receptor montado en un electroestimulador de 2 milímetros de largo (o marcapasos, en la foto) que puede ser embebido en los órganos.
En los corazones de cerdos y cerebros, entregaron 2.000 microvatios de poder a través de 5 centímetros de tejido para llegar al órgano vital. (Marcapasos convencionales requieren 8 microvatios de poder.)
Luego, en un conejo, que implantaron el electroestimulador pilas 4,5 centímetros de profundidad en la superficie del corazón. El dispositivo regula el ritmo cardiaco del conejo sin que se queme su piel.
13853-electonicsnewspills.jpgIn el futuro, este tipo de marcapasos se puede alimentar o recargar de forma inalámbrica mediante la celebración de una fuente de alimentación del tamaño de una tarjeta de crédito por encima del dispositivo, fuera del cuerpo. Según Poon, un laboratorio independiente que pone a prueba los teléfonos móviles se ha encontrado que su sistema estaba bastante por debajo de los niveles de exposición al peligro para la seguridad humana.
El equipo se está preparando el sistema para las pruebas en seres humanos, y han lanzado una compañía, Vivonda Medical, para adaptar la tecnología.
El trabajo fue publicado en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias el mes pasado.
[Stanford a través de Science, New Scientist]
http://www.smartplanet.com/blog/bulletin/how-to-beam-energy-to-wireless-batteryless-pacemakers/
Imágenes: Austin Yee
- Por Janet Colmillo el 20 de junio, 2014, 01:16 AM PST
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