Biobaterías del tamaño de una cápsula podrían alimentar cámaras ingeribles en el intestino delgado

Las empresas de tecnología han desarrollado muchos dispositivos que funcionan fuera del cuerpo, como teléfonos móviles, relojes inteligentes, tabletas y cientos de otros. ¿Sin embargo, dentro del cuerpo? Obviamente, eso es más complicado por varias razones, pero la alimentación de un dispositivo es algo muy grande. Ahora, los investigadores de biobaterías creen que tienen una solución para el intestino delgado de difícil acceso, que se enrolla alrededor del intestino humano por un promedio de 22 pies.

La solución desarrollada por los investigadores de la Universidad de Binghamton (Binghamton, NY, EUA) se basa en hallazgos anteriores sobre el uso de bacterias para crear niveles bajos de electricidad que pueden alimentar sensores y conexiones Wi-Fi como parte de la Internet de las cosas. Otras opciones dentro del intestino delgado son menos viables: las baterías tradicionales son potencialmente dañinas, la transferencia inalámbrica de energía desde el exterior del cuerpo es ineficiente, las diferencias de temperatura no son suficientes para aprovechar la energía térmica y el movimiento intestinal es demasiado lento para la energía mecánica. En cambio, las nuevas biobaterías utilizan celdas de combustible microbianas con bacterias Bacillus subtilis formadoras de esporas que permanecen inertes hasta que llegan al intestino delgado.

Algunas personas pueden resistirse a ingerir bacterias, pero nuestros cuerpos están llenos de microbios no tóxicos que ayudan con la digestión y otras funciones. Aunque la investigación se acaba de publicar, el equipo ya está pensando en mejorar las biobaterías del tamaño de una cápsula. Una vez que la celda de combustible llega al intestino delgado, tarda hasta una hora en germinar por completo; más rápido sería mejor. La celda genera alrededor de 100 microvatios por centímetro cuadrado de densidad de potencia, suficiente para la transmisión inalámbrica, pero 10 veces más ofrecería muchas más opciones de uso. Las baterías también requerirían pruebas en animales y humanos, así como estudios de biocompatibilidad. El equipo puede prever varios usos que las celdas de combustible microbianas de bajo nivel podrían alimentar, incluidos sensores biológicos y químicos, sistemas de administración de fármacos y dispositivos de estimulación eléctrica.

"Hay algunas regiones en el intestino delgado que no son accesibles, y es por eso que se han desarrollado cámaras ingeribles para resolver este problema", dijo el profesor Seokheun "Sean" Choi, miembro de la facultad del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática del Colegio Thomas J. Watson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, quien dirigió el equipo de investigación. “Pueden hacer muchas cosas, como imágenes y detección física, incluso la administración de medicamentos. El problema es la energía. Hasta ahora, la electrónica está usando baterías primarias que tienen un presupuesto de energía finito y no pueden funcionar a largo plazo”.

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Universidad de Binghamton