Los implantes electrónicos son, ya no solo el futuro, sino el presente del tratamiento de diversas patologías. Problemas cardiacos, párkinson, lesiones medulares, síndrome de Tourette, depresión o problemas auditivos se ven actualmente beneficiados por chips o dispositivos que dan soluciones a las dificultades que estas patologías provocan en el paciente. Productos con electrodos que generan electricidad para mantener el ritmo de latidos, o que desfibrila en corazones que sufren una parada. También que mandan señales a las neuronas para detener impulsos o movimientos.
Estos electrodos son metálicos, lo que a veces puede producir complicaciones como infecciones. Ante este problema, investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han desarrollado una interfaz para estos dispositivos que no llevan metal, que son imprimibles e incluso suaves, lo que elimina la dureza que caracteriza a algunos productos, como puede ser un implante coclear.
“Funciona como electrodos de metal, pero está hecho de geles que son similares a nuestros cuerpos y con un contenido de agua similar"
¿En qué consiste exactamente? Según explica en nota de prensa Hyunwoo Yuk, desarrollador del material y cofundador de SanaHeal, una startup dedicada a dispositivos médicos, este material “funciona como electrodos de metal, pero está hecho de geles que son similares a nuestros cuerpos y con un contenido de agua similar”. En resumen, “es como un tejido o nervio artificial”.
UN POLÍMERO ESPECIAL
Este material similar a la gelatina es en realidad un polímero “especial”, ya que, a diferencia de la mayoría de estos elementos, permite pasar electrones a través de su masa. Como publicaron en mayo en Nature Materials, este producto se ha intentado utilizar para el desarrollo de películas y parches conductores de electricidad mezclados con hidrogel. Sin embargo, estos dispositivos eran “demasiado débiles y quebradizos”.
“En los materiales de gel, las propiedades eléctricas y mecánicas siempre luchan entre sí”, dice Yuk. Según la teoría de la física, si se mejoran las propiedades eléctricas de un gel, se deben sacrificar las propiedades mecánicas y viceversa. Sin embargo, “en realidad, necesitamos ambos: un material debe ser conductor, y también elástico y robusto”, añade el investigador.
La nueva interfaz funciona por separación de fases, un estado en el que a través de hebras de polímeros e hidrogel se conduce la electricidad y la resistencia
Para dar respuesta a este desafío los autores se dieron cuenta de que la mezcla de hidrogel y el polímero debía ser de una manera determinada: no al azar, ni una más u otra menos, sino con cantidades que hicieran que ambos ingredientes se repelan ligeramente. Conocido como separación de fases este estado permite a los ingredientes generar hebras que se unen entre ellas. Las de polímero conducen la electricidad, mientras que las del hidrogel transmiten la resistencia.
![Electrodo de polímero e hidrogel, no metálico e imprimible, desarrollado por investigadores del MIT(Foto. Felice Frankel, MIT) Electrodo de polímero e hidrogel, no metálico e imprimible, desarrollado por investigadores del MIT(Foto. Felice Frankel, MIT)](/uploads/s1/23/54/81/1/electrodo-de-polimero-e-hidrogel-no-metalico-e-imprimible-desarrollado-por-investigadores-del-mit-foto-felice-frankel-mit.jpeg)
Sobre este material los autores imprimieron el patrón de tinta que imita a los electrodos metálicos. “Podemos personalizar geometrías y formas, lo que facilita la fabricación de interfaces eléctricas para todo tipo de órganos", señala el primer autor, Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT. Cuando lo probaron en el corazón, el nervio ciático y la médula espinal en un modelo de ratón el dispositivo se mantuvo estable durante los dos meses de estudio, produciendo bajos niveles de inflamación o cicatrización.
“Nuestro hidrogel minimiza las complicaciones y los efectos secundarios de los dispositivos actuales”, indica Yuk. Algún día, esperan los investigadores, este hidrogel de polímero puede sustituir a los metales utilizados como electrodos para diversas aplicaciones. "Creemos que, por primera vez, tenemos un electrodo resistente, robusto, similar a la gelatina, que potencialmente puede reemplazar al metal, la cerámica o el vidrio para estimular los nervios y hacer una interfaz con el corazón, el cerebro y otros órganos del cuerpo, más duradera tiempo", concluye Zhou.