Investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) han desarrollado un método mediante el cual el cuerpo puede "crear sus propios" electrodos. La técnica mínimamente invasiva consiste en inyectar un hidrogel cargado de enzimas en los tejidos diana. Las enzimas interactúan con moléculas que están presentes en el tejido para cambiar la estructura del gel y permitir que se vuelva conductor de electricidad. El enfoque podría facilitar una variedad de sistemas médicos avanzados, desde marcapasos hasta interfaces cerebro-computadora. Lo interesante es que la tecnología evita la necesidad de cirugía invasiva o de componentes eléctricos rígidos convencionales que no se adaptan bien a los tejidos nativos y pueden provocar reacciones inmunes no deseadas. Hasta ahora, los investigadores han demostrado que pueden hacer crecer electrodos en el cerebro, el corazón y las aletas caudales del pez cebra y cerca del sistema neuronal de las sanguijuelas.
La integración del cuerpo con componentes eléctricos para beneficio médico está en marcha, con versiones actuales de sistemas de interfaz cerebro-computadora que permiten a los pacientes paralizados escribir textos o controlar una silla de ruedas eléctrica . Sin embargo, el punto de interfaz entre el cuerpo y las máquinas externas suele ser un electrodo implantado, y las versiones actuales de dichos dispositivos pueden presentar múltiples inconvenientes.
La mayoría de los electrodos son en gran medida rígidos, lo que no les permite mezclarse bien con los tejidos blandos, lo que puede provocar irritación o daño en los tejidos, respuestas inmunitarias y, eventualmente, un mal funcionamiento o falla total del electrodo. Además, la implantación de tales electrodos requerirá típicamente algún tipo de procedimiento quirúrgico, aumentando los gastos y las molestias e incomodidades para el paciente.
Para abordar estas limitaciones, los investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un material inyectable que se convierte en un bolo conductor en el cuerpo. El hidrogel inyectable contiene un cóctel de enzimas que interactúan con moléculas presentes en el cuerpo para crear una estructura conductora.
Aquí hay algunas líneas del resumen del estudio que detallan algunos de estos componentes y cómo funcionan: “un sistema precursor complejo que incluye una oxidasa para generar peróxido de hidrógeno in situ , una peroxidasa para catalizar la polimerización oxidativa, un monómero conjugado soluble en agua, un polielectrolito con contraiones para la reticulación covalente y un tensioactivo para la estabilización. Con este cóctel, los autores pudieron inducir la polimerización y la posterior gelificación en diferentes entornos tisulares”.
Hasta ahora, los investigadores han demostrado que el material puede crear estructuras conductoras de electricidad en animales, incluidos el pez cebra y las sanguijuelas, sin causar ningún efecto adverso evidente. “Al realizar cambios inteligentes en la química, pudimos desarrollar electrodos que fueron aceptados por el tejido cerebral y el sistema inmunológico. El pez cebra es un modelo excelente para el estudio de electrodos orgánicos en el cerebro”, afirmó el profesor Roger Olsson, investigador involucrado en el estudio.
Estudio en la revista Science : Fabricación in vivo de bioelectrónica orgánica sin sustrato inducida por metabolitos