Implantes electrónicos con LEDs para el cuerpo humano

Destellos de luz buscan interactuar con zonas del cerebro

LEDBrain
Imagen cortesía de John A. Rogers. Universidad de Illinois y Universidad de Washington.

Los implantes electrónicos son dispositivos que se introducen en el cuerpo humano para diversas aplicaciones como en la medicina. Aparatos para la sordera, marcapasos, así como un sistema que se inyecta en el cerebro y limita los efectos del Parkinson, son algunos ejemplos de estos instrumentos.

Hacer implantes electrónicos para el cuerpo humano es difícil: Los tejidos son delicados y los materiales rígidos pueden irritarlos. Además, los investigadores quieren poner esos implantes en el órgano indicado sin cirugía invasiva.Para resolver estos problemas, John A. Rogers profesor de ciencias en la Universidad de Illinois, y Bruchas Michael, un anestesiólogo de la Universidad Washington  en St. Louis, construyeron un dispositivo electrónico LED tan pequeño que se puede inyectar en tejido delicado sin dañarlo.

Rogers dijo a Discovery News que el tejido cerebral no sólo es frágil, también tiende a moverse, ya que el cerebro está suspendido en líquido, y eso causa problemas cuando se trata de poner objetos electrónicos rígidos o fibra óptica en algún lugar.Para evitar esto, los investigadores armaron un tablero de circuitos extremadamente pequeño con diodos emisores de luz sobre él. Todo el dispositivo es de sólo 25 micras de espesor. Para hacer una comparación, un cabello humano tiene 100 micras y las hebras de fibra óptica son de 125. Su tamaño es parte de lo que lo hace tan flexible.El sustrato el tablero donde se encuentran los dispositivos, está hecho de polímero, mientras que la seda le ayuda a unirse con el tejido. La seda es compatible con el tejido e incluso es usada en la disolución de puntos de sutura. Rogers ha hecho uso de las propiedades de la seda anteriormente, cuando hizo dispositivos electrónicos que pueden disolverse en el cuerpo.

Se inyectó el dispositivo en el cerebro de un ratón que fue modificado genéticamente para que las células de su cerebro respondieran a destellos de luz de los LEDs. De ese modo, Rogers y sus colaboradores podían darse cuenta de qué células estaban siendo estimuladas y confirmar que su trabajo funcionaba. Esos dispositivos tan pequeños serían muy útiles en el estudio de neuronas individuales.

Una de las grandes ventajas de inyectar un dispositivo como estos en el cerebro, dice Rogers, es que no requiere un cable conectado a una computadora que salga directamente de la cabeza. Con los ratones y las ratas, estos aparatos tendían a restringir el movimiento del animal y alterar su comportamiento. Este nuevo tipo de instrumento permite a los científicos monitorear partes específicas del cerebro durante la investigación. Para ser claros, el ratón todavía tenía un pequeño cable que sale de su cabeza, pero eso era para conectarlo a una fuente de poder que había en un pequeño sombrero. En el futuro podría ser posible alimentar los dispositivos de forma inalámbrica. Rogers dijo que el gran reto es hacer las antenas que recogen la energía lo suficientemente pequeñas.

Al ser tan pequeños, los LED no irritan el tejido circundante tanto como los electrodos tradicionales. Los electrodos se usan dentro del cerebro para gran variedad de desórdenes, tales como el Parkinson. Pero a menudo hay inflamación en el tejido cerebral después de extraerlos. Los componentes electrónicos que son muy pequeños pueden evitar estos problemas.

Rogers dijo que la investigación no es sólo para, literalmente, iluminar las células del cerebro -que demuestra que los instrumentos electrónicos pueden ser lo suficientemente pequeños para adentrarse en los órganos de forma delicada. Esto va más allá del cerebro -corazones, pulmones y riñones también pueden recibir implantes electrónicos de esta manera.

Información de Discovery News.

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