Una batería biodegradable implantable podría ayudar en el desarrollo de dispositivos biomédicos que monitorean tejido o realizan tratamientos antes de ser reabsorbidos por el cuerpo después de su uso.
En 2012, el científico de materiales John Rogers de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign dio a conocer una serie de chips de silicio biodegradables que podría controlar temperatura o tensión mecánica, radiar los resultados a los dispositivos externos, e incluso calentar el tejido para prevenir una infección.
Algunos de esos chips se basaron en bobinas de inducción para extraer energía inalámbrica desde una fuente externa.
Pero la transferencia de energía inalámbrica es problemática para los dispositivos que necesitan ir a lo profundo de los tejidos o a los huesos.
Los componentes que reciben energía también son bastante complejos. Para proporcionar una solución más simple, investigadores del Draper Laboratory han creado una batería completamente biodegradable.
Utilizan ánodos de papel de aluminio magnesio y cátodos de hierro, molibdeno o tungsteno.
Todos estos metales se disuelven lentamente en el cuerpo, y sus iones son biocompatibles en bajas concentraciones.
El electrolito entre los dos electrodos es una solución salina con fosfato, y todo el sistema se empaca en un polímero biodegradable conocido como un polianhídrido.
Las corrientes y voltajes varían dependiendo del metal usado en el cátodo.
Una célda de un solo centímetro cuadrado con un ánodo de magnesio de 50 micras de espesor y un cátodo de molibdeno de 8 micrómetros de espesor, produce 2.4 miliamperios constantes de corriente, por ejemplo.
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Todas las versiones pueden mantener una salida constante durante más de un día, pero no mucho más tiempo.
El equipo espera mejorar la potencia de las baterías por unidad de peso, conocida como densidad de potencia, modelando la superficie de la lámina de magnesio para aumentar su superficie, lo que debería aumentar su reactividad.
Los autores estiman que una batería que mide 0,25 cm2 y sólo un micrómetro de espesor podría alimentar un sensor implantable inalámbrico por un día.
Los dispositivos también podrían encontrar aplicaciones ambientales.
Por ejemplo, para ayudar a los esfuerzos de remediación durante un derrame de petróleo, podrían dejar caer cientos de miles de sensores químicos inalámbricos diminutos a través de la mancha.
Estos luego simplemente se disuelven en el océano.
Una pila de varias celdas, por ejemplo, puede producir hasta 1.6 voltios, suficiente para alimentar un diodo emisor de luz o generar una señal de radio.
Nuevas investigaciones sobre estas baterías podrían llegar a producir dispositivos de liberación de fármacos implantables que sean controlados por señales de radio, o que se puedan entregar fármacos en respuesta a problemas específicos agudos, tales como un ataque epiléptico.
Fuente: Nature
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