C¨¦lulas fotovoltaicas bajo la piel para hacer funcionar implantes m¨¦dicos

Un estudio realizado por investigadores dirigidos por Lukas Bereuter, del hospital universitario de Bern, en Suiza, ha concluido que implantar c¨¦lulas fotovoltaicas bajo la piel de los pacientes ser¨ªa un m¨¦todo viable para mantener en funcionamiento implantes m¨¦dicos como los marcapasos o estimuladores cerebrales.

La ventaja principal del uso de c¨¦lulas fotovoltaicas es que mantienen en funcionamiento los dispositivos implantados sin necesidad de pilas o bater¨ªas. Se eliminar¨ªa as¨ª la necesidad de recargar la bater¨ªa a trav¨¦s de accesos o mediante inducci¨®n magn¨¦tica (un m¨¦todo que no requiere contacto directo con la bater¨ªa, que funciona esencialmente igual que la recarga de los cepillos de dientes el¨¦ctricos) y ya no ser¨ªa necesario que el paciente se sometiera peri¨®dicamente a una intervenci¨®n quir¨²rgica para reemplazar las pilas o para cambiar el dispositivo completo.

La ventaja principal del uso de c¨¦lulas fotovoltaicas es que mantienen en funcionamiento los dispositivos implantados

La intervenci¨®n quir¨²rgica para reemplazar las pilas o el dispositivo es una opci¨®n muy habitual en la actualidad a pesar de que resulta costoso econ¨®micamente e inc¨®modo para el paciente. Esta intervenci¨®n, como cualquier otra, a?ade adem¨¢s cierto riesgo de que se produzcan infecciones u otras complicaciones m¨¦dicas, explican en Annals of Biomedical Engineering.

Los investigadores suizos han calculado que el tama?o ¨®ptimo de la c¨¦lula fotovoltaica subcut¨¢nea es de 3,6 cm2. Esa superficie es suficiente para producir la energ¨ªa el¨¦ctrica que se necesita para mantener funcionando un marcapasos com¨²n, y a la vez permite su colocaci¨®n en el cuerpo del paciente, bajo la piel, sin que suponga un riesgo grande ni sea inc¨®modo de llevar.

Implantes aun m¨¢s peque?os

La necesidad de que los implantes m¨¦dicos incorporen pilas o bater¨ªas recargables influye tambi¨¦n en su tama?o, por lo que si este tipo de dispositivos pudieran recibir la energ¨ªa directamente de una fuente el¨¦ctrica se podr¨ªa reducir su tama?o f¨ªsico. Esto supondr¨ªa una reducci¨®n de los costes y una ventaja para el paciente.

Los investigadores suizos han calculado que el tama?o ¨®ptimo de la c¨¦lula fotovoltaica subcut¨¢nea es de 3,6 cm2

Seg¨²n Lukas Bereuter, ¡°el promedio de energ¨ªa el¨¦ctrica obtenida durante las pruebas es suficiente como para hacer funcionar un marcapasos o como poco alargar la vida ¨²til de otros tipos de implantes m¨¦dicos. Utilizar m¨¦todos de captaci¨®n de energ¨ªa como las c¨¦lulas fotovoltaicas evitar¨¢ en el futuro los reemplazos y favorecer¨¢ el desarrollo de dispositivos notablemente m¨¢s peque?os".

Los dispositivos m¨¦dicos implantados no suelen requerir mucha potencia para funcionar, normalmente, entre 5 y 10 microvatios en el caso de un marcapasos.

Para el estudio se utilizaron una decena de dispositivos dise?ados para medir la potencia el¨¦ctrica que era posible obtener con esas c¨¦lulas fotoel¨¦ctricas. Los 32 voluntarios participaron en el estudio llevaron el dispositivo a modo de brazalete a lo largo de varios meses abarcando todas las ¨¦pocas del a?o, desde el verano al invierno. Para simular que la c¨¦lula fotovoltaica estaba colocada bajo la piel se aplicaron filtros ¨®pticos que simulaban el obst¨¢culo al paso de la luz que supondr¨ªa la piel.

Los dispositivos m¨¦dicos implantados no suelen requerir mucha potencia para funcionar

Recientemente se han realizado tambi¨¦n estudios para convertir el calor corporal en electricidad, con resultados similares: hace unos meses los investigadores de la universidad p¨²blica de Carolina del Norte lograron obtener hasta 20 microvatios por cent¨ªmetro cuadrado colocando un generador termoel¨¦ctrico flexible de 2 mm de grosor y 1,5 cm2 sobre la piel de los voluntarios.

Por los resultados obtenidos los investigadores creen que el uso de c¨¦lulas solares subcut¨¢neas es una opci¨®n viable. A pesar de que la luz tiene que atravesar las capas superiores de la piel en todos los voluntarios se midieron potencias adecuadas para su aplicaci¨®n. De hecho, el promedio de aquellos que produjeron una cantidad menor de energ¨ªa se situ¨® en los 12 microvatios, una cifra por encima de las requerida para hacer funcionar de forma permanente un marcapasos convencional.