Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado un sensor implantable alimentado por biocombustibles que funciona con azúcar y puede monitorear las señales biológicas del cuerpo para detectar, prevenir y diagnosticar enfermedades.
por Siddharth Vodnala, Universidad Estatal de Washington
Un equipo de investigación interdisciplinario dirigido por Subhanshu Gupta, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la WSU, desarrolló el sensor único, que, habilitado por la célula de biocombustible , cosecha glucosa de los fluidos corporales para que funcione.
El equipo de investigación ha demostrado una integración única de la célula de biocombustible con la electrónica para procesar señales fisiológicas y bioquímicas con alta sensibilidad.
Su trabajo fue publicado recientemente en la revista IEEE Transactions of Circuits and Systems .
Los profesores Su Ha y Alla Kostyukova de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene and Linda, dirigieron el diseño de la celda de biocombustible.
Muchos sensores populares para la detección de enfermedades son relojes, que deben recargarse, o parches que se usan en la piel, que son superficiales y no se pueden incrustar. El sensor desarrollado por el equipo de WSU también podría eliminar la necesidad de pinchar un dedo para probar ciertas enfermedades, como la diabetes.
«El cuerpo humano transporta una gran cantidad de combustible en sus fluidos corporales a través de la glucosa en sangre o lactato alrededor de la piel y la boca», dijo Gupta. «El uso de una celda de biocombustible abre la puerta al uso del cuerpo como combustible potencial».
La electrónica en el sensor utiliza diseño y fabricación de última generación para consumir solo unos pocos microvatios de potencia y ser altamente sensible. Al acoplar estos dispositivos electrónicos con la celda de biocombustible, es más eficiente que los dispositivos alimentados por baterías tradicionales, dijo Gupta. Dado que depende de la glucosa corporal, la electrónica del sensor puede alimentarse indefinidamente. Entonces, por ejemplo, el sensor podría funcionar con azúcar producida justo debajo de la piel.
A diferencia de las baterías de iones de litio de uso común, la celda de biocombustible también es completamente no tóxica, lo que la hace más prometedora como implante para las personas, dijo. También es más estable y sensible que las células convencionales de biocombustibles .
Los investigadores dicen que su sensor podría fabricarse a bajo costo a través de la producción en masa, aprovechando las economías de escala.
Si bien los sensores se han probado en el laboratorio, los investigadores esperan probarlos y demostrarlos en los capilares sanguíneos, lo que requerirá la aprobación reglamentaria. Los investigadores también están trabajando para mejorar y aumentar aún más la producción de energía de su celda de biocombustible.
«Esto reúne la tecnología para hacer una celda de biocombustible con nuestra electrónica sofisticada», dijo Gupta. «Es un matrimonio muy bueno que podría funcionar para muchas aplicaciones futuras».
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