Si bien los implantes médicos se utilizan desde hace mucho tiempo, los investigadores y científicos han tratado de idear implantes más pequeños y eficaces cada año. Con este nuevo chip, los científicos pueden haber conseguido por fin lo que llevan años intentando.
Con un volumen de sólo 0,1 mm3, comparable al de un ácaro del polvo, los investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia creen haber desarrollado el sistema de chip único más pequeño del mundo. ¿Su función? Controlar los procesos corporales mediante ultrasonidos.
Our @ColumbiaBME and @EE_ColumbiaSEAS
labs–@bioee_columbia and @ColumbiaUEIL–have built the smallest single-chip system that’s a complete functioning electronic circuit. Tiny, wireless, injectable chips use ultrasound to monitor body processes. https://t.co/2e5a3h8ywt pic.twitter.com/eEOKY86Scm— Columbia Engineering (@CUSEAS) May 12, 2021
El chip implantable sólo es visible con un microscopio y marca el camino hacia el desarrollo de chips que puedan inyectarse en el cuerpo mediante una aguja hipodérmica. El estudio se publicó en Science Advances.
Gran avance frente a los dispositivos electrónicos actuales
Los dispositivos implantables llevan mucho tiempo demostrando su eficacia en el tratamiento de enfermedades, la mejora de la función de órganos y partes del cuerpo y el control de enfermedades a largo plazo. Algunos de los dispositivos más utilizados –como los marcapasos y los implantes cocleares– han mejorado enormemente la calidad de vida de las personas y han salvado la vida de innumerables pacientes.
No obstante, los dispositivos electrónicos implantados actuales son un reto y no pueden producirse en gran volumen porque requieren múltiples chips, embalajes, cables, transductores externos y baterías para el almacenamiento de energía.
Así, los investigadores están interesados en dispositivos médicos implantables miniaturizados e inalámbricos para la monitorización in vivo e in situ de todo tipo de condiciones médicas, como la temperatura, la presión arterial, la glucosa y la respiración para procedimientos diagnósticos y terapéuticos.
Ultrasonidos para alimentar el sensor
Para crear el dispositivo, del tamaño de un grano de sal, el equipo utiliza ultrasonidos para alimentar el sensor y comunicarse con él de forma inalámbrica. El director del estudio y profesor de ingeniería biomédica, Ken Shepard, afirma que este avance podría ser revolucionario para el desarrollo de dispositivos médicos implantables miniaturizados e inalámbricos capaces de detectar múltiples cosas dentro del cuerpo.
El equipo cree que la tecnología puede utilizarse para aplicaciones clínicas y, en su momento, aprobarse para uso humano. Así, el objetivo del equipo, según un comunicado de prensa de la Universidad de Columbia, es desarrollar chips que puedan inyectarse en el cuerpo con una aguja hipodérmica y que luego se comuniquen con el exterior mediante ultrasonidos, proporcionando información sobre algo que miden localmente. Los dispositivos actuales miden la temperatura del cuerpo, pero hay muchas más posibilidades en las que el equipo está trabajando.
“Queríamos ver hasta dónde podíamos llevar los límites del tamaño de un chip funcional”, dijo Shepard. “Se trata de una nueva idea de ‘chip como sistema’: un chip que por sí solo, sin nada más, es un sistema electrónico completo que funciona. Esto debería ser revolucionario para el desarrollo de dispositivos médicos implantables miniaturizados e inalámbricos que puedan detectar diferentes cosas, utilizarse en aplicaciones clínicas y, finalmente, aprobarse para el uso humano”, agregó.
Según el comunicado, el chip, que es implantable/inyectable sin embalaje adicional, se fabricó en la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company con modificaciones adicionales del proceso realizadas en la sala blanca de la Columbia Nano Initiative y en la instalación de nanofabricación del Centro de Investigación Científica Avanzada (ASRC) de la City University de Nueva York.
