Profesor Bozhi Tian, pionero de la bioelectrónica, junto con su grupo de investigación acaba de encender una chispa de esperanza en los corazones de millones de personas. Su intuición le llevó a la creación de un marcapasos revolucionario, una obra maestra de miniaturización y biocompatibilidad que desafía los límites de la tecnología médica. Un dispositivo que se disuelve en el cuerpo, como un susurro de luz que restablece el ritmo vital. Y funciona con luz.
Un marcapasos “a la luz”
Tian y su equipo crearon un prototipo de marcapasos hecho de una membrana especialmente diseñada, que pesa menos de una quincuagésima parte de un gramo. ¿Su espesor? Más bajo que el de un cabello humano. Esta característica hace que el dispositivo sea extremadamente liviano y capaz de implantarse con cirugía mínimamente invasiva, sin partes móviles en su interior.
Millones de personas en todo el mundo dependen de marcapasos, dispositivos pequeños pero críticos que regulan los impulsos eléctricos del corazón para mantener un latido regular. Soluciones como esta pueden reducir todas las complicaciones relacionadas con el uso de estos dispositivos.
Los experimentos preliminares han sido muy prometedores y tenemos grandes esperanzas en el futuro de esta tecnología traslacional.
Pengju Li, estudiante de doctorado de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago. Forma parte del equipo de investigación que trabajó en el marcapasos.
¿Una tecnología fotovoltaica para el cuerpo humano?
El laboratorio del profesor Bozhi Tian se ha centrado durante años en desarrollar dispositivos que puedan utilizar tecnologías similares a las células solares para estimular el cuerpo. El fotovoltaico es particularmente atractivo para este propósito porque no tiene partes móviles ni cables que puedan romperse o volverse intrusivos, lo cual es especialmente útil en tejidos delicados como el corazón.
En lugar de una batería, los investigadores simplemente implantan una pequeña fibra óptica al lado del dispositivo para proporcionar energía. ¿Los resultados? Como informó la revista. Nature (Lo enlazaré todo aquí.) son realmente importantes.
Un diseño “específico”
Para lograr los mejores resultados, los científicos tuvieron que modificar el sistema para adaptarlo a fines biológicos, a diferencia del diseño habitual de las células solares. "En una célula solar, el objetivo es recoger la mayor cantidad de luz solar posible y transferir esa energía a lo largo de la célula, independientemente de qué parte del panel se vea afectada", explica Li. "Sin embargo, para esta aplicación queremos poder iluminar un área muy localizada y activar solo eso".
El diseño final del marcapasos se compone de dos capas de un material de silicona conocido como tipo P, que responde a la luz creando una carga eléctrica. El resultado es una membrana diminuta y flexible que se puede insertar en el cuerpo mediante un tubo junto con una fibra óptica, en una operación mínimamente invasiva. Para ser claros, los marcapasos actuales pesan al menos 250 veces más.
Desechable
Esta versión particular del dispositivo marcapasos está diseñada para uso temporal. Al finalizar su "misión" no será necesaria otra operación para eliminarlo: se disolverá por sí solo en un compuesto no tóxico conocido como ácido silícico. Sin embargo, los investigadores indican que los dispositivos podrían ser diseñado para que dure aún más, dependiendo de la duración deseada de la estimulación cardíaca.
Este avance representa un punto de inflexión en la terapia de resincronización cardíaca. Estamos en los albores de una nueva frontera donde la bioelectrónica puede integrarse perfectamente con las funciones naturales del cuerpo.
Narutoshi Hibino, profesor de cirugía de la Universidad de Medicina de Chicago y coautor correspondiente del estudio.
Aplicaciones: más allá del corazón
Aunque las primeras pruebas se realizaron en tejido cardíaco, este método también podría utilizarse para la neuromodulación, por ejemplo estimulando los nervios en trastornos del movimiento como el Parkinson, o para tratar el dolor crónico y otros trastornos. Li acuñó el término "fotoelectrocéuticos" para este campo.
El día en que probaron por primera vez el marcapasos en corazones de cerdo, muy similar a los humanos, sigue vivo en la memoria de Tian: “Recuerdo ese día porque funcionó en el primer intento. Es a la vez un milagro y el fruto de nuestros grandes esfuerzos”.
Un milagro a corazón abierto.
