Lo uso de nanorobots y micro wearables en aplicaciones médicas está limitado por la capacidad actual de las baterías o fuentes de alimentación de estos dispositivos. Sin embargo, investigadores han presentado en la 252ª reunión de la Sociedad Americana de Química (ACS) una nueva batería comestible y no tóxica que puede ser introducida en el organismo sin los riesgos químicos habituales, gracias a la utilización de pigmentos de melanina, naturalmente presentes en la piel, cabello y ojos.
Este tipo de batería es crucial para dispositivos que necesitan ser ingeridos diariamente, multiplicando los efectos y riesgos de sustancias tóxicas. La melanina, al ser de origen biológico, es completamente comestible.
Hace unos 20 años se desarrolló una batería para una herramienta complementaria de endoscopias, diseñada para atravesar el sistema digestivo con riesgos mínimos, aunque era de un solo uso y se expulsaba naturalmente. El principal riesgo era un posible atasco en el tracto intestinal, aunque era poco probable, salvo en casos de operaciones repetidas en el mismo paciente.
Por otra parte, dispositivos médicos como marcapasos utilizan baterías con componentes tóxicos, protegidas en carcasas para evitar contacto directo con el cuerpo y limitando su tamaño. Las nuevas baterías serían útiles en estos aparatos, especialmente en los destinados a liberar fármacos de manera no tóxica.
Según los desarrolladores, un dispositivo ingerible degradable puede permanecer en el cuerpo más de 20 horas. Para minimizar cualquier daño potencial, el equipo de la Universidad Carnegie Mellon (CMU) convirtió melaninas y otros compuestos naturales en energía. Las melaninas, que en nuestra piel absorben luz ultravioleta para proteger contra daños, también pueden vincular y desvincular iones metálicos, actuando esencialmente como una batería.
Basándose en esta idea, los investigadores experimentaron con diseños de baterías que utilizan pigmentos de melanina en los terminales positivos y negativos, así como materiales de electrodo como óxido de manganeso y fosfato de titanio de sodio, y cationes como cobre y hierro, que el cuerpo utiliza normalmente.
Realmente funciona
Aunque la capacidad de una batería de melanina es inferior a la de una de litio-ion, es suficiente para alimentar dispositivos ingeribles de administración de fármacos o detección durante varias horas continuas. Por ejemplo, se pueden usar 600 miligramos de material activo de melanina como cátodo para alimentar un dispositivo de 5 milivatios durante 18 horas seguidas.
Más ingredientes en las baterías comestibles
Además de su uso en dispositivos médicos, las baterías comestibles están siendo desarrolladas con otros biomateriales como pectina, un agente gelificante natural encontrado en plantas. El equipo también está trabajando en materiales de empaque seguros para contener estas baterías en el estómago.
Este avance representa un paso significativo hacia la integración de baterías comestibles en dispositivos biomédicos, ofreciendo nuevas posibilidades para monitorear el microbioma intestinal, administrar medicamentos y realizar otras funciones antes de degradarse de forma segura en el cuerpo.