Los marcapasos son unos dispositivos que vigilan el ritmo del corazón y, a través de señales eléctricas, consiguen solventar las crisis cardíacas; y hasta existe uno que se disuelve en el cuerpo. En España se implantan miles de estos aparatos cada año, que funcionan con una pequeña batería. Al agotarse, el paciente debe volver a hacerse una cirugía para reemplazarla. Eso era así hasta ahora, ya que unos científicos han creado unas pequeñas placas solares con agujeros que consiguen suministrar energía mediante la luz.

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En un nuevo estudio, científicos de la Universidad de Chicago han señalado que los agujeros pueden ayudar a mejorar la tecnología, incluyendo a los dispositivos médicos. En ese sentido, y con el objetivo de proporcionar mejores fuentes de energía a estos aparatos, han creado una nueva célula solar con pequeños orificios en su capa superior para hacerla porosa y conseguir mejorar el rendimiento y la eficacia de los marcapasos.

Aleksander Prominski, científico de la Universidad de Chicago y principal autor de la investigación, ha asegurado que una de las áreas que más les interesa es la de fabricar dispositivos que puedan funcionar con luz, incluyendo tanto la solar como la artificial. Gracias a este avance se podría desarrollar un marcapasos autónomo para el corazón, más pequeño y capaz de eliminar las cirugías para reemplazar las baterías, que suelen durar alrededor de 10 años.

Energía de la luz

Los investigadores han señalado que pretenden diseñar dispositivos médicos basados en tecnología de pequeñas placas solares inspiradas en las esporas de las esponjas y que podrían tener múltiples aplicaciones. La idea principal del estudio es la de que estas placas puedan alimentar un marcapasos que permanecerá en el cuerpo de un paciente durante mucho tiempo al obtener la energía de la luz y no mediante una batería.

Para ello, los científicos han creado una placa solar a partir de silicio puro en la que han hecho una serie de diminutos agujeros en su capa superior para darle un aspecto similar al de una esponja. Cuando opera dentro del cuerpo, este dispositivo, llamado celda fotoelectroquímica, extrae la energía solar de pequeñas fibras ópticas implantadas en el cuerpo. Una innovación que podría asentar las bases para que el proceso de implantar marcapasos sea menos invasivo.

Un marcapasos tradicional.

Las placas pueden tener menos de 5 micrones de diámetro, es decir, aproximadamente el tamaño de un glóbulo rojo, y se pueden combinar con una fibra óptica tan delgada como un mechón de cabello humano. Gracias a esto, los investigadores pueden crear un implante más pequeño en comparación con el que se usa actualmente. Además, con ello también consiguen que el marcapasos sea más amigable para el cuerpo y menos propenso a causar efectos secundarios.

Estas placas solares con agujeros ofrecen múltiples ventajas sobre las formas de fabricar células solares tradicionales, como agilizar el proceso de producción y mantener la eficacia del marcapasos. "Puedes hacerlos en cuestión de minutos y fabricarlos no requiere altas temperaturas ni gases tóxicos", ha explicado Aleksander Prominski. Para mejorar la capacidad del material para estimular el corazón o las células nerviosas, los investigadores utilizaron plasma de oxígeno para oxidar la capa superficial. 

Un marcapasos dentro de un cuerpo humano.

En este caso, la oxidación del silicio sirve para lograr que dicho material sea hidrófilo, es decir, que pueda atraer y absorber agua con facilidad, lo que mejora la señal para el tejido biológico. Si se quiere aumentar aún más el rendimiento y propiedades del marcapasos, los investigadores han señalado que existe la posibilidad de agregar a las placas una capa de óxido de metal de unos pocos átomos de espesor. 

Componentes biodegradables

Esta nueva tecnología se podría utilizar para tratamientos cardíacos a corto plazo, ya que todos los componentes se pueden fabricar para que sean biodegradables. De esta forma, en lugar de tener que realizar una segunda cirugía para la extracción del dispositivo, las partes de éste se degradarían de forma natural tras unos meses.

Es un aparato que se puede colocar en múltiples áreas del corazón para mejorar la cobertura, por lo que también podría ser útil para la terapia de resincronización cardíaca, que busca corregir arritmias en las cavidades derecha e izquierda. Los investigadores también han señalado que las placas se podrían emplear "para implantar un dispositivo en personas con neurodegeneración crónica en la muñeca o la mano para aliviar el dolor".

Por otro lado, esta nueva forma de fabricar células solares también se podría usar para obtener energías sostenibles y para otras muchas aplicaciones fuera del ámbito médico. Los autores del estudio han señalado que aún se encuentran trabajando con investigadores cardíacos con el objetivo de desarrollar más la tecnología para su uso eventual en humanos.

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