Un nuevo avance en bioelectrónica aborda un desafío persistente: las conexiones expuestas pueden provocar infecciones, mientras que las antenas de carga inalámbrica suelen ser voluminosas. Investigadores de la University of California, Irvine han desarrollado un Outlet Bioelectrónico Implantable (IBO) que permanece bajo la piel y se accede mediante una simple inserción con aguja cuando es necesario.
El dispositivo funciona como un punto de acceso general compatible con sensores, interfaces neuronales, estimuladores y sistemas alimentados por batería ya empleados en medicina. Con una estructura mayormente de plástico esponjoso poroso, cuyo diámetro de poros es de aproximadamente 150 micrómetros (similar al de una aguja muy fina), el recubrimiento se aplica en capas para garantizar conductividad y seguridad. Primero se impregna la esponja con un polímero altamente conductivo para formar una capa de entre 100 y 200 nanómetros, y luego se aplica una solución de caucho de silicona para crear un recubrimiento exterior aislante y protector. Varias capas de esponja con y sin recubrimiento se combinan y se sellan con silicona para completar el módulo.
Según Hyung Joon Shim, becario postdoctoral en ingeniería eléctrica de UC Irvine, el outlet permanece completamente bajo la piel entre usos, y solo se inserta una aguja cuando se necesita acceso eléctrico, retirándose de inmediato tras la sesión.
En ensayos con ratones y ratas, los outlets se acoplaron a implantes de interfaces neuronales para recargar baterías y transferir datos. Las tasas de transferencia de datos alcanzaron casi 16 Mbps, igualando la velocidad máxima posible durante estas sesiones experimentales. En experimentos con cerdos se emparejaron outlets con implantes de estimulación, entregando pulsos eléctricos de 20 microamperios durante 100 milisegundos cada uno a lo largo de periodos extendidos.
La estructura porosa demostró resistencia a la fisura tras más de 100 inserciones de aguja con calibres entre 18 y 30. En cuanto a la seguridad y la viabilidad clínica, las pruebas en modelos animales mostraron que los outlets implantados permanecieron durante más de un año sin degradación ni complicaciones visibles.
La Dra. Jennifer Gelinas, profesora asociada de pediatría y anatomía y neurobiología en UC Irvine, destacó que la seguridad a largo plazo es un requisito crítico para cualquier tecnología implantable. Dado que las sesiones de carga se realizaron con animales anestesiados, su uso en pacientes despiertos requeriría una colocación de aguja diferente. Se sugirió el uso de vendas médicas o apósitos adhesivos para estabilizar el punto de conexión, similar a los utilizados con agujas intravenosas.
Se prevé que futuras versiones incluyan agujas más pequeñas, anestésicos tópicos o recubrimientos especializados para reducir dolor e inflamación durante las sesiones. Dado que la aguja de salida no requiere un canal hueco para la administración de fluidos, podría hacerse más delgada que las agujas de inyección convencionales. Los investigadores señalan que este outlet podría complementar la tecnología inalámbrica, reservando el acceso con aguja para recargas rápidas o transferencias de datos de mayor volumen.
Sin embargo, el equipo advierte que es necesario evaluar el dolor, el riesgo de infección y la respuesta tisular a lo largo de sesiones de acceso repetidas antes de cualquier ensayo en humanos.
Este desarrollo representa un paso relevante hacia soluciones híbridas que combinan conectividad inalámbrica para operaciones diarias con accesos puntuales por aguja para recargas y transferencias de datos exigentes, promoviendo un enfoque más seguro y cómodo para dispositivos médicos implantables.
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