Baterías comestibles y biodegradables podrían alimentar dispositivos ingeribles sin dejar residuos

Investigadores del MIT han desarrollado baterías fabricadas con materiales seguros para el consumo humano capaces de alimentar dispositivos electrónicos ingeribles y degradarse por completo dentro del organismo. Las baterías, que generan 1,84 voltios, contienen un ánodo de magnesio y un cátodo de trióxido de molibdeno, junto con un electrolito de gel iónico, y están diseñadas para funcionar durante unos tres días antes de empezar a perder rendimiento y descomponerse por completo en unas semanas. El avance fue publicado en Nature Chemical Engineering y liderado por Giovanni Traverso, profesor de ingeniería mecánica del MIT y gastroenterólogo del Brigham and Women’s Hospital. Con esto se busca resolver uno de los mayores obstáculos de la electrónica ingerible: la seguridad y el impacto ambiental de las fuentes de energía convencionales.

Hasta ahora, los dispositivos ingeribles que requieren energía recurren a baterías de litio, óxido de plata u otros metales, o bien a sistemas de transmisión inalámbrica desde el exterior. El problema es que, si el recubrimiento protector de esas baterías se daña durante su tránsito por el tracto gastrointestinal, pueden liberar sustancias tóxicas y causar lesiones graves, como perforaciones esofágicas. Los nuevos acumuladores, además, eliminan la necesidad de recuperar el dispositivo mediante procedimientos invasivos y reducen los residuos electrónicos que acaban en el sistema de alcantarillado.

El equipo diseñó dos formatos de batería: un disco de 7,5 milímetros de diámetro y una barra rectangular de 24 milímetros de largo, adaptables a distintos tipos de cápsulas. Para probar su comportamiento en condiciones fisiológicas, primero las expusieron a una solución altamente ácida similar a los jugos gástricos y después las implantaron en modelos porcinos mediante endoscopia, donde permanecieron ancladas al estómago hasta tres días sin migrar al intestino. Las mediciones posteriores a la recuperación confirmaron que las baterías mantenían su funcionalidad mientras el recubrimiento de cera natural permanecía intacto, con un descenso gradual de la capacidad coherente con la degradación programada.

La primera aplicación demostrada fue una cápsula electrocéutica que administra pequeñas corrientes eléctricas a la mucosa gástrica para estimular la producción de ghrelina, la hormona del hambre. En los ensayos con animales, veinte minutos de estimulación aumentaron los niveles de ghrelina en aproximadamente un 50%, un efecto que podría resultar útil en enfermedades que cursan con náuseas o pérdida de apetito, como la caquexia asociada al cáncer. La segunda aplicación fue una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) capaz de transmitir su ubicación desde el interior del tracto gastrointestinal con un alcance de hasta 1,5 metros, pensada para monitorizar la adherencia a la medicación.

Los investigadores planean iniciar un ensayo clínico del sistema SAFARI, basado en esta tecnología, en aproximadamente dos años.