Una batería comestible para diagnosticar y tratar enfermedades

El sueño de la película ‘Un viaje fantástico’, en el que un hombre en miniatura se transporta por el cuerpo humano por medio de un submarino, queda ahora más cerca de la realidad.

Científicos estadounidenses han fabricado un dispositivo con batería autónoma a base de pigmentos de melanina que serviría como vehículo de medicamentos para llevarlos a su diana, o como procesador de imágenes con validez diagnóstica, entre otras potenciales aplicaciones.

En concreto, disponer de baterías comestibles no tóxicas para dispositivos médicos ingeribles que permitan diagnosticar y tratar enfermedades se corresponde con un objetivo que está más cerca gracias a los trabajos de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, en Pittsburgh (Estados Unidos), que han desarrollado baterías a base de pigmentos de melanina que se encuentran naturalmente en la piel, cabello y ojos.

Estas investigaciones han sido presentadas en la 252º reunión Nacional y Exposición de la Sociedad Americana de Química (ACS).

“Durante décadas hemos imaginado que un día existieran dispositivos electrónicos comestibles para diagnosticar o tratar la enfermedad –ha recordado Christopher Bettinger, uno de los autores del estudio–”. “Para ello se tiene que tener en cuenta la toxicidad si se va a tomar habitualmente. Ahí es dónde hay que plantearse qué materiales de origen biológico podrían reemplazar a las cosas que puedes encontrar en una tienda de informática”, ha apuntado.

Hace unos 20 años, los científicos desarrollaron una cámara ingerible a pilas como una herramienta complementaria para endoscopias, que puede ofrecer imágenes del sistema digestivo que son inalcanzables para el endoscopio tradicional. Así, se diseñó para ser ingerida, transportarse por todo el cuerpo y ser excretada.

Es de un solo uso y el problema de que esta cámara, que cuenta con una batería convencional, se quede atascada en el tracto gastrointestinal es pequeño. Los riesgos aumentarían si los médicos quisieran utilizarla con más frecuencia en un único paciente.

Otros dispositivos que funcionan con baterías que contienen componentes tóxicos se mantienen fuera del contacto con el cuerpo, pero sería ideal poder disponer de dispositivos con materiales no tóxicos y biodegradables, según han precisado los científicos.

La melanina como motor natural del vehículo

Para minimizar el daño potencial de futuros dispositivos ingeribles, el equipo de Bettinger de la Universidad Carnegie Mellon (CMU) decidió recurrir a la melanina y otros compuestos de origen natural.

En la piel, cabello y ojos, la melanina absorbe la luz ultravioleta para eliminar los radicales libres y protegerse de daños. Eso sucede también al unir o separar iones metálicos. “Nos dimos cuenta de que esto es básicamente una batería”, explica Bettinger.

Partiendo de esta idea, los investigadores experimentaron con diseños de baterías utilizando pigmentos de melanina, materiales de electrodo como óxido de manganeso y fosfato de titanio de sodio, y cationes como el cobre y el hierro que le cuerpo utiliza para su funcionamiento normal.

“Hemos descubierto básicamente que funcionan –ha señalado Hang-Ah Park, un investigador postdoctoral en la CMU–. Los números exactos dependen de la configuración pero, por ejemplo, podemos alimentar un dispositivo de cinco milivatios durante hasta 18 horas usando 600 miligramos de material activo de melanina como cátodo”.