El cirujano prepara el bisturí y revisa los instrumentos; todo está listo para implantar un marcapasos. Pero hoy, algo es diferente: en lugar del kit quirúrgico completo, toma una aguja. Una normal. La llena con un grano que parece arena y la inyecta en el pecho del paciente. Tres segundos. Listo. El marcapasos comienza a recibir energía, el corazón late con regularidad, sin baterías que reemplazar cada cinco años. Sin cicatrices de incisiones. Los investigadores de Laboratorio de medios de MIT creado una antena inyectable de 200 micrómetros que se administra como un medicamento y alimenta dispositivos implantados profundamente.
Funciona a bajas frecuencias para evitar el sobrecalentamiento de los tejidos y genera 100.000 veces más energía que las antenas tradicionales de tamaño similar.
El problema de las baterías en las plantas
Los implantes médicos actuales se alimentan de dos maneras. la primera prevede una batería de varios centímetros de largo, implantada quirúrgicamente en el cuerpo, que debe sustituirse cada 5-10 años con una nueva intervención. El segundo Utiliza una bobina magnética, también del tamaño de un centímetro, colocada bajo la piel para recoger energía inalámbrica. ¿El problema? Las bobinas en miniatura solo funcionan a altas frecuencias, lo cual sobrecalientan los tejidos limitar la potencia que se puede suministrar de forma segura.
“Después de ese límite, empiezas a dañar las células”, explica. Baju Joy, estudiante de doctorado del grupo Biotrek nano-cibernético del MIT.
Cada año se implantan entre 250.000 y 300.000 marcapasos en Europa (50.000 solo en Italia). Se registran cifras similares en EE. UU., donde aproximadamente 250.000 marcapasos y 100.000 desfibriladores, con costos que ascienden a cientos de miles de millones de dólares.
Cada sustitución de batería conlleva riesgos de infección, molestias para el paciente y nuevos costes sanitarios. Y la miniaturización de los dispositivos médicos se ve dificultada precisamente por el tamaño de las fuentes de alimentación.
Cómo funciona la antena inyectable
laAntena desarrollada por el equipo de Deblina Sarkar El MIT resuelve el problema del sobrecalentamiento operando a bajas frecuencias (109 kHz) gracias a una nueva tecnología. El dispositivo combina una capa magnetoestrictiva1 que se deforma al exponerse a un campo magnético, con una capa piezoeléctrica que convierte la deformación mecánica en carga eléctrica. Al aplicar un campo magnético alterno, los dominios magnéticos de la capa magnetoestrictiva la deforman como un potente imán sobre un tejido metálico. La tensión mecánica en la capa magnetoestrictiva genera cargas eléctricas en la capa piezoeléctrica a través de los electrodos situados arriba y abajo.
¿Demasiado complicado? Lo intentaré de nuevo. Esta antena tiene una capa que se mueve como una tela al detectar un campo magnético, y otra capa que convierte ese movimiento en electricidad. Cuando el campo magnético cambia, la capa móvil también modifica el campo eléctrico, por lo que la antena genera energía sin calentarse. ¿Lo mejor de todo?
“Aprovechamos esta vibración mecánica para convertir el campo magnético en un campo eléctrico”, dice Joy. El resultado es una potencia de cuatro a cinco órdenes de magnitud superior en comparación con antenas implantables de tamaño similar que utilizan bobinas metálicas y operan en el rango de GHz.
Lo estudio publicado en IEEE Transactions on Antennas and Propagation En octubre de 2025 se demuestra cómo es posible superar el desafío técnico planteado por los propios autores:
“Desarrollar una antena ultracompacta (menos de 500 micrómetros) capaz de operar eficientemente en la banda de baja frecuencia es complejo.”
Aplicaciones más allá de los marcapasos
El campo magnético que activa la antena inyectable lo proporciona un dispositivo similar a un cargador inalámbrico para teléfonos inteligentes, lo suficientemente pequeño como para aplicarse a la piel como un parche adhesivo o guardarse en un bolsillo cerca de la superficie cutánea. La antena se puede fabricar utilizando la misma tecnología que se usa para los microchips, lo que permite fácil integración con la electrónica existente.
“Estos componentes electrónicos y electrodos pueden fabricarse mucho más pequeños que la propia antena y se integrarían durante la nanofabricación”, explica Joy.
Las aplicaciones van más allá de los marcapasos y los neuromoduladores para la epilepsia y el Parkinson. Un caso particularmente interesante es monitorización continua de glucosaYa existen circuitos de sensores ópticos para detectar glucosa, pero el proceso se beneficiaría enormemente de una fuente de alimentación inalámbrica que pudiera integrarse de forma no invasiva en el cuerpo. «Este es solo un ejemplo», afirma Joy.
“Podemos tomar todas estas otras técnicas que se han desarrollado con los mismos métodos de fabricación e integrarlas fácilmente en la antena.”
La producción de antenas puede ser fácilmente escalado Además, se pueden inyectar múltiples antenas para tratar grandes áreas del cuerpo. Esto abre la puerta a redes de sensores distribuidos o sistemas terapéuticos complejos que hoy requerirían múltiples intervenciones quirúrgicas.
El mercado de carga inalámbrica médica
Il Mercado de sistemas de alimentación inalámbrica para dispositivos médicos implantables Está en pleno auge. Con un valor de 5 millones de dólares en 2025, se espera que alcance los 15 millones de dólares en 2033, con una tasa de crecimiento anual compuesto del 1,5%. Empresas como Medtronic, Abbott Laboratories, Boston Scientific y startups especializadas como nucorriente e Enlace resonante médico Están desarrollando productos que integran sistemas. transferencia inalámbrica de energía.
La tecnología del MIT destaca por tres ventajas cruciales: miniaturización extrema (200 micrómetros frente a los milímetros de las soluciones actuales), implante mínimamente invasivo con una aguja estándar y ausencia de sobrecalentamiento de los tejidos gracias a las bajas frecuencias de funcionamiento.
Antena inyectable: ¿Cuándo estará disponible para los pacientes?
El maestro Deblina Sarkar, líder del grupo Biotrek nano-cibernético y autor principal del estudio, enfatiza cómo
“Nuestra tecnología tiene el potencial de abrir una nueva vía para dispositivos bioelectrónicos mínimamente invasivos capaces de operar de forma inalámbrica en el interior del cuerpo humano.”
Este trabajo aprovecha 50 años de investigación sobre la miniaturización de transistores y electrónica, aplicándola ahora al problema de los sistemas de alimentación.
El camino hacia la aplicación clínica aún requiere pruebas de biocompatibilidad a largo plazoSe requiere la validación de la eficiencia energética en escenarios reales y la aprobación regulatoria de organismos como la FDA y la EMA. Sin embargo, se cumplen todos los requisitos previos: una tecnología que funciona, bajos costos de producción gracias a procesos de nanofabricación consolidados y un mercado en crecimiento que busca soluciones a problemas reales.
La aguja que sustituye al bisturí. Una partícula que elimina la necesidad de baterías. A veces, el futuro de la medicina reside en elementos microscópicos que lo cambian todo.
Nota:
- El término “magnetoestrictivo” se refiere a un fenómeno físico llamado magnetoestricción, que indica el cambio de longitud o la deformación de un material, típicamente metálico y ferromagnético, cuando se somete a un campo magnético. ↩︎
