Desarrollan nuevas soluciones para la próxima generación de marcapasos

La comunicación actual está dominada por dispositivos inalámbricos alimentados con baterías, pero la duración de éstas limita su empleo en aplicaciones médicas como implantes o sondas destinadas a permanecer en el organismo durante años sin que se puedan extraer para cargarse como se hace habitualmente con un reproductor de mp3 o un teléfono.

Este problema se solucionó en parte hace ya más de medio siglo gracias a sistemas inductivos y basados en ondas de radio (HF), como por ejemplo los utilizados en los marcapasos. No obstante, estos sistemas presentan limitaciones en cuanto a su eficacia, sobre todo en relación a su ubicación, posición y movimiento y a menudo también su radio de acción.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas y Tecnologías Cerámicos (IKTS) de Hermsdorf, en Alemania, ha publicado datos relativos a su invención más reciente, con la que esperan subsanar dichas deficiencias. Este equipo ha patentado un nuevo sistema de transferencia de energía que solventa las limitaciones relacionadas con la ubicación, posición y movimiento que en la actualidad presentan los sistemas inductivos y basados en ondas de radio (HF).

El equipo logró suministrar energía de forma inalámbrica desde un módulo transmisor portátil a un módulo generador móvil o «receptor». El transmisor proporciona una corriente eléctrica de más de 100 milivatios y su radio de acción es de 50 centímetros. De este modo, el receptor puede ubicarse en casi cualquier punto del organismo humano.

Diversas aplicaciones

El Dr. Holger Lausch del IKTS comentó que: "El módulo de transferencia cilíndrico es tan pequeño y compacto que puede acoplarse a un cinturón. Gracias al dispositivo portátil es posible alimentar a distancia implantes, sistemas de dosificación de fármacos y otras aplicaciones médicas sin necesidad de contacto, como ocurre con las cápsulas endoscópicas ingeridas que se desplazan por el tracto intestinal y envían imágenes del interior del organismo al exterior".

Es posible realizar un seguimiento de la posición y la ubicación del módulo generador, característica independiente de la transferencia energética. Por lo tanto, si el generador se encuentra en el interior de una cápsula endoscópica, las imágenes de vídeo emitidas por ésta pueden relacionarse con regiones concretas del intestino.

Si se instala en una cápsula de dosificación, el ingrediente activo del fármaco puede liberarse de manera dirigida. En el módulo transmisor, un imán rotatorio unido a un motor con arranque electrónico genera un campo magnético rotatorio. Una cápsula magnética del receptor se conecta al campo magnético exterior alterno y así se inicia un movimiento de rotación. El movimiento rotatorio se transforma en electricidad y de este modo se genera energía en el propio módulo generador.

El Dr. Lausch comentó las ventajas del sistema: «Mediante el acoplamiento magnético se puede transportar energía a través de cualquier tipo de material no magnético como el tejido biológico, los huesos, los órganos, el agua, el plástico o incluso varios tipos de metal. Además, el campo magnético creado no genera efectos secundarios en humanos. Ni siquiera calienta el tejido adyacente.»

Este nuevo tipo de sistema inteligente en miniatura podría emplearse en breve en aplicaciones terapéuticas y diagnósticas. Se espera contar en un futuro con sensores implantables capaces de medir los niveles de glucosa, tensión arterial y saturación de oxígeno en tejidos tumorales y además transmitir los datos del paciente mediante telemetría, una tecnología que permite realizar mediciones a distancia mediante ondas de radio o transmitir y recibir información a través de una red IP.

Gracias a que cabe la posibilidad de aumentar el alcance, el tamaño y la capacidad de rendimiento de los módulos prototipo, también podrían utilizarse en otros ámbitos distintos a la tecnología médica. De esta manera, serían capaces de suministrar energía de forma inalámbrica a sensores sellados herméticamente como los que se ubican en el interior de muros o puentes. Esto los capacita para su empleo en los ámbitos de la ingeniería mecánica y la construcción de centrales. Incluso en un futuro podrían utilizarse para cargar unidades de almacenamiento energético y activar componentes electrónicos.