El equipo ha desarrollado una forma de cargar una batería de forma remota, como el de un marcapasos, usando un suave, material biocompatible que absorbe las ondas sonoras que atraviesan el cuerpo. Crédito:KAUST
Los materiales suaves y flexibles pueden cargar implantes bioelectrónicos ultrasónicamente, lo que podría ayudar a reducir la necesidad de tratamiento quirúrgico.
Los dispositivos electrónicos se utilizan cada vez más para remediar problemas de salud graves y prolongados, como marcapasos para regular los latidos del corazón, bombas electrónicas que liberan insulina, y audífonos implantables. Las consideraciones de diseño clave para estos componentes tienen como objetivo minimizar el tamaño y el peso para la comodidad del paciente, y se aseguran de que el dispositivo no sea tóxico para el cuerpo.
Otro obstáculo es cómo alimentar los dispositivos. Las baterías los mantienen funcionando por un tiempo, pero cambiar las pilas exige una cirugía invasiva. Idealmente, la fuente de alimentación debe recargarse de forma inalámbrica.
Un estudio colaborativo entre los grupos de científicos de materiales Husam Alshareef de KAUST y el experto en imágenes médicas Abdulkader A. Alkenawi de la Universidad de Ciencias de la Salud King Saud bin Abdulaziz revela una forma de cargar una batería de forma remota utilizando un dispositivo suave, material biocompatible que absorbe las ondas sonoras que atraviesan el cuerpo.
Los hidrogeles están hechos de largas moléculas de polímero reticuladas para formar una red tridimensional que puede contener una gran cantidad de agua. Esto le da a los hidrogeles una textura flexible y elástica, pero también significa que son conductores eléctricos y biocompatibles, haciéndolos ideales para aplicaciones bioelectrónicas.
Se podría implantar un microdispositivo de administración de fármacos debajo de la piel en lugar de múltiples inyecciones. Podría cargarse de forma remota utilizando el hidrogel del equipo. Crédito:KAUST
Kanghyuck Lee, autor principal del estudio, explica cómo el equipo combinó el alcohol polivinílico con nanohojas de MXene, un carburo de metal de transición, nitruro o carbonitruro. "Así como disolver la sal en agua la hace conductora, utilizamos nanoflakes de MXene para crear el hidrogel, ", dice Lee." Nos sorprendió descubrir que el material resultante puede generar energía eléctrica bajo la influencia de ondas de ultrasonido ".
Su hidrogel, al que se refieren como M-gel, genera una corriente cuando una presión aplicada fuerza el flujo de iones eléctricos en el agua, llenando el hidrogel. Cuando esta presión es el resultado de una ecografía, el efecto se denomina potencial de vibración de flujo continuo.
El equipo de KAUST probó el concepto utilizando una variedad de fuentes ultrasónicas, incluidas las puntas de ultrasonido que se encuentran en muchos laboratorios y las sondas de ultrasonido que se utilizan en los hospitales para obtener imágenes. Pudieron cargar rápidamente un dispositivo eléctrico enterrado a varios centímetros de la carne.
"Este es otro ejemplo del impresionante potencial de los hidrogeles MXene que hemos estado desarrollando en nuestro laboratorio para aplicaciones de detección y energía, "dijo Alshareef.
