Los marcapasos con ritmo cardíaco pueden desaparecer con las baterías

Las cirugías para reemplazar las baterías de marcapasos cardíacos algún día podrían ser cosa del pasado. Un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan diseñó un dispositivo con los potentes marcapasos cardíacos a partir de las vibraciones de los latidos cardíacos.
El dispositivo reúne energía de estas vibraciones y la transforma en electricidad. Las señales eléctricas se transmiten al corazón para mantenerlo latiendo a un ritmo saludable y para alimentar un desfibrilador o marcapasos implantado. Actualmente, la única forma de reemplazar las baterías, que duran entre 5 y 10 años, implica cirugías repetidas.
El estudio titulado "Impulsando los marcapasos a partir de las vibraciones de los latidos utilizando cosechadoras de energía lineales y no lineales", se publica en la edición impresa actual de Letras de Física Aplicada.
Amin Karami, un investigador que sigue en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de U-M, explicó:

"La idea es usar vibraciones ambientales que normalmente se desperdician y convertirlas en energía eléctrica. Si pones tu mano encima de tu corazón, puedes sentir estas vibraciones en todo tu torso".

Aunque el equipo aún no ha creado un prototipo, han creado planos detallados y realizado simulaciones que muestran que la idea funcionaría. De acuerdo con los investigadores, las vibraciones del latido del corazón serían atrapadas esencialmente por una fina rebanada (un centímetro de pulgada) de un material cerámico especial "piezoeléctrico". En respuesta a ser atrapado, las vibraciones se expandirían brevemente. El material piezoeléctrico convierte la tensión mecánica (que hace que se expandan) en una tensión eléctrica.
La capa de cerámica ha sido diseñada con precisión por Karami y su colega Daniel Inman, presidente de Ingeniería Aeroespacial en U-M, a una forma que puede recoger vibraciones en un amplio rango de frecuencias. Además, el equipo agregó imanes ya que su campo de fuerza adicional puede aumentar significativamente la señal eléctrica producida por las vibraciones.
Según Karami, estos mini dispositivos médicos podrían producir 10 microvatios de potencia, aproximadamente 8 veces la cantidad necesaria para operar un marcapasos. Los investigadores destacan que el dispositivo siempre produce más energía de la que necesita el marcapasos, y se desempeña muy por debajo y por encima del rango de frecuencia cardíaca normal (de 7 a 700 latidos por minuto).

El equipo diseñó originalmente el dispositivo para aviones ligeros no tripulados con el fin de generar energía a partir de las vibraciones del ala.
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y el Instituto de Tecnología Crítica y Ciencias Aplicadas de Virginia Tech, financiaron el estudio.
Escrito por Grace Rattue