La invención potencia implantes médicos inalámbricos en el interior del cuerpo

Los dispositivos del tamaño de un grano de arroz que pueden implantarse en el interior del cuerpo anuncian una nueva ola de electrónica médica en miniatura para tratar enfermedades y aliviar el dolor. Ahora, gracias a un ingeniero de la Universidad de Stanford, California, hay una forma de transmitirles energía de forma segura desde el exterior del cuerpo, sin cables.

Ada Poon, profesora asistente de ingeniería eléctrica en Stanford, ha estado trabajando durante años para encontrar una forma de eliminar las baterías voluminosas y los sistemas de recarga torpes, el mayor inconveniente en el uso de dispositivos médicos implantables.

Escribiendo en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, ella y sus colegas informan cómo desarrollaron y probaron una forma de transferir energía de forma segura e inalámbrica a pequeños dispositivos alojados en el interior del cuerpo.

Esperan que la tecnología conduzca a un nuevo tipo de medicamento que permita que los pacientes sean tratados con productos electrónicos en lugar de medicamentos. Esto podría incluir pequeños marcapasos, estimuladores nerviosos para tratar el dolor y dispositivos aún por inventar.

El Prof. Poon dice: "Necesitamos hacer que estos dispositivos sean lo más pequeños posible para implantarlos más fácilmente en las profundidades del cuerpo y crear nuevas formas de tratar enfermedades y aliviar el dolor".

Para probar su nuevo sistema inalámbrico de recarga, el equipo desarrolló un pequeño marcapasos que es más pequeño que un grano de arroz y que puede alimentarse de forma inalámbrica desde un cargador del tamaño de una tarjeta de crédito que se encuentra sobre el implante, fuera del cuerpo.

El logro es significativo porque no se ha demostrado anteriormente ningún método adecuado para alimentar dispositivos pequeños en el interior del cuerpo.

"Los métodos existentes para almacenar, cosechar o transferir energía requieren componentes grandes que no se escalen a dimensiones milimétricas", escriben los autores.

Breakthrough combina la seguridad del campo cercano con el alcance de las ondas de campo lejano

El corazón de la invención es un avance de ingeniería que permite un nuevo tipo de transferencia inalámbrica de energía, que utiliza aproximadamente la misma potencia que un teléfono celular. El método puede llegar al interior del cuerpo, y las pruebas independientes similares a las realizadas en teléfonos celulares muestran que el sistema está muy por debajo de los niveles de exposición considerados dañinos para los humanos.

El avance de la ingeniería llegó cuando el Prof. Poon encontró la manera de combinar dos métodos existentes: ondas electromagnéticas de campo cercano y de campo lejano, para crear lo que ella denomina "ondas de campo medio".

El Prof. Poon describe su trabajo en el siguiente video:

Las ondas de campo cercano ya se usan con seguridad en sistemas de energía inalámbricos, como los implantes auditivos. Pero como su nombre lo indica, solo pueden transferir energía a distancias cortas, por lo que no son aptas para impulsar implantes profundos.

Las ondas de campo lejano, como las emitidas por las torres de radio, pueden viajar a través de largas distancias, pero cuando se encuentran con tejido vivo rebotan o se absorben y generan calor.

El Prof. Poon mezcló la seguridad de las ondas de campo cercano con el alcance de las ondas de campo lejano y logró esto aprovechando el hecho de que cuando las ondas golpean un material diferente viajan de forma diferente.

Ella creó una fuente de energía que generaba un tipo especial de onda de campo cercano que, cuando se movía del aire a la piel, cambiaba la forma en que viajaba para poder seguir moviéndose. Esto no es diferente de lo que sucede cuando coloca la oreja en la vía del tren y puede sentir la vibración de un tren que se aproxima antes de que pueda oírlo en el aire.

El primer autor John Ho, un candidato doctoral en el laboratorio del Prof. Poon, señala:

"Con este método, podemos transmitir energía con seguridad a pequeños implantes en órganos como el corazón o el cerebro, mucho más allá del alcance de los sistemas actuales de campo cercano".

El profesor Poon y sus colegas probaron el cargador inalámbrico en un cerdo y lo usaron para alimentar un pequeño marcapasos en un conejo. Ahora están planeando probarlo en humanos. Sin embargo, incluso si las pruebas en humanos son exitosas, podrían pasar años antes de que la tecnología esté disponible comercialmente, debido al tiempo que lleva demostrar la seguridad y efectividad de los nuevos dispositivos médicos.

Sin embargo, es probable que el descubrimiento estimule una nueva generación de microimplantes programables, dice el Prof. Poon. Estos podrían tomar la forma de sensores que monitorean funciones vitales en el interior del cuerpo, estimuladores nerviosos que cambian las señales en el cerebro e incluso pequeños dispensadores que administran medicamentos directamente al tejido afectado. Tales alternativas a la terapia con medicamentos se llaman tratamientos "electrocéuticos".

Mientras tanto, Noticias médicas hoy recientemente se enteró sobre el primer dispositivo completamente implantable para tratar la apnea central del sueño en pacientes con insuficiencia cardíaca. El Prof. William T. Abraham de la Universidad Estatal de Ohio, que probó el dispositivo en un estudio piloto, presentó el primer año de resultados en la reunión anual de la Asociación de Insuficiencia Cardíaca de la Sociedad Europea de Cardiología.

La exploración cerebral puede predecir el curso de la enfermedad de Parkinson

El DaTscan, un tipo especial de escáner de imágenes cerebrales transportador de dopamina, puede ayudar a los médicos a predecir cómo progresará la enfermedad de Parkinson de un paciente recién diagnosticado, informaron investigadores de la Universidad de Rochester en la revista Movement Disorders. Los autores explicaron que esta exploración cerebral puede identificar qué pacientes de Parkinson corren el riesgo de padecer una enfermedad grave, lo que permite a los médicos controlar y tratar mejor sus síntomas.

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