Que utiliza ácido estomacal para obtener energía
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Investigadores en Boston han ideado una nueva y novedosa forma de alimentar cápsulas ingeribles.
Un equipo del Hospital Brigham and Women's ha desarrollado una cápsula que puede alimentarse con una batería de células galvánicas que extrae su jugo del ácido del estómago.
AdvertisementAdvertisementEl equipo lo demostró haciendo que su batería alimentara con éxito un termómetro ingerible. Tomó medidas cada 12 segundos dentro del estómago de un cerdo durante seis días.
Los expertos en este campo dicen que, si bien aún hay mucho trabajo por hacer, la investigación podría ser un paso importante para mejorar la utilidad a largo plazo de los dispositivos que se pueden ingerir.
El equipo fue dirigido por Phillip Nadeau, Ph. D., autor del estudio e investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
AnuncioAnunciaron sus hallazgos en Prolonged Energy Harvesting for Ingestible Devices, publicado en la revista Nature Research a principios de este mes.
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Publicidad publicitariaÚtil … hasta que la batería muera
Los dispositivos ingeribles son herramientas útiles para los médicos.
Se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la medición simple de signos vitales hasta la administración de medicamentos, pasando por las "cámaras de píldoras", que proporcionan retroalimentación de video como alternativa a los medios de diagnóstico más invasivos.
Estos dispositivos, en particular las levas de píldoras con mayor consumo de energía, están limitados por la falta de energía. Mientras que los dispositivos más simples usan una potencia mínima, una cámara de píldoras tiende a drenar la batería rápidamente, sin medios de recarga mientras está dentro del cuerpo.
En un esfuerzo por desarrollar un dispositivo que pudiera proporcionar energía continua a largo plazo, el equipo de investigación recurrió a un antiguo modo de espera de la clase de ciencias.
"Una de las cosas que comenzamos a considerar con nuestros colaboradores en el Departamento de Ingeniería Eléctrica en el MIT fue mirar una celda galvánica, básicamente un despegue de la batería de limón que a menudo se explora en la escuela", Giovanni Traverso, Ph. D., coautor principal e instructor de la Facultad de Medicina de Harvard, le dijeron a Healthline. "Y eso es exactamente lo que hicimos. Usamos el fluido gástrico como el electrolito, y usamos el cobre y el zinc como el cátodo y el ánodo, respectivamente, para generar esa corriente. "
"Creo que los investigadores presentaron algunas demostraciones interesantes de una célula electrolítica de zinc y cobre para el poder", John Rogers, Ph. D., químico físico y presidente de el Grupo de Investigación Rogers de la Universidad de Illinois, le dijo a Healthline."En comparación con los sistemas basados en magnesio más ampliamente utilizados, el atractivo del zinc es que puede ofrecer una operación a largo plazo: varios días, en lugar de uno o dos. Entonces creo que es un avance importante. Hay un equipo de ingeniería eléctrica involucrado en ese trabajo que armó algunos componentes electrónicos de baja potencia bastante interesantes. Tenían algunas formas bastante inteligentes para optimizar la utilización de la energía y adaptarse a las fluctuaciones en la potencia que provenía de la batería. "
Drew Higgins, Ph.D., investigador postdoctoral de Banting en la Universidad de Stanford, le dijo a Healthline en un correo electrónico: "Los autores tomaron conceptos fundamentales de la electroquímica que muchos de nosotros hubiéramos aplicado a través de una batería de limón o penny experimentos en la escuela. Si bien esta química de la batería puede no ser práctica para su teléfono celular o computadora portátil, los autores reconocieron algunas características clave de estos sistemas. En primer lugar, son baratos, biocompatibles y capaces de producir suficiente energía para alimentar los microdispositivos ensamblados en su laboratorio. "
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AnuncioUna variedad de habilidades
La tecnología, que une la electroquímica con la ingeniería biomédica, requirió de investigadores con distintas habilidades.
"Tuvimos un grupo diverso con experiencia que abarca desde el diseño de productos electrónicos hasta el envasado, la química y la medicina", escribió Nadeau. "Tener un equipo tan diverso fue una gran ventaja para este trabajo. Trabajar en la interfaz de estas diferentes áreas nos ayudó a encontrar y probar algo que era muy interesante. "
AdvertisementAdvertisement" Aquí hay desafíos de ingeniería eléctrica, desafíos de materiales y luego desafíos de modelos animales ", reconoció Traverso. "Entonces realmente se necesita una amplia experiencia para reunirnos, colaborar y ejecutar. Y eso se refleja en el manuscrito cuando se mira a los autores y de dónde vienen. Vienen de departamentos de ingeniería eléctrica, ingeniería química, de hospitales, y creo que realmente se necesita ese tipo de colaboración para abordar algunos de los principales desafíos. "
Higgins dice que este enfoque multidisciplinario es crucial, no solo en esta investigación, sino en otros esfuerzos científicos.
"Como científicos e ingenieros, constantemente hablamos sobre el hecho de que las colaboraciones interdisciplinarias sustentan algunas de las investigaciones de mayor impacto", escribió, "y este estudio ejemplifica esto perfectamente". "
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Grandes posibilidades, grandes desafíos
Esta tecnología podría apuntalar la forma en que los dispositivos ingeribles operan en el futuro.
AdvertisementAdvertisementLa investigación, sin embargo, todavía está en su infancia.
Nadeau dice que la miniaturización del dispositivo y el uso de un diseño de circuito más avanzado es una prioridad.
También le gustaría explorar sensores más avanzados.
Creo que podríamos estar en humanos bastante rápido.Giovanni Traverso, Harvard Medical School"En última instancia, sería estupendo si en cinco o diez años, podríamos alimentar un monitor de signos vitales ingerible a largo plazo con esta tecnología", dijo Nadeau. "Básicamente, una píldora que podría controlar su respiración y frecuencia cardíaca desde el interior del estómago y transmitirla de forma inalámbrica durante hasta una semana utilizando la energía recolectada de la célula. "
" Puedes dejar volar tu imaginación con cosas que te gustaría medir, detectar, capturar, almacenar, muestrear o incluso administrar terapia. Una especie de toda la gama ", dijo Rogers. "Pero creo que el menú de opciones va a estar limitado por el rango de funcionalidad que puede empaquetar en un espacio relativamente pequeño. Pero entonces, la principal preocupación será cómo potenciarlo. Creo que de ahora en adelante, probablemente haya mucha optimización que pueda hacer. Pero es un buen punto de partida seguro. "
" Con respecto a dónde podríamos estar dentro de cinco o 10 años, creo que dependiendo de un mayor interés, y eso significa colaboración con patrocinadores potenciales y también más financiamiento, creo que podríamos estar en humanos bastante rápido ", dijo. Traverso.
