Investigadores de la Universidad de St Andrews y la Universidad de Colonia han creado una innovadora fuente de luz inalámbrica capaz de iluminar el interior del cuerpo humano, abriendo la puerta a tratamientos y diagnósticos menos invasivos para enfermedades que actualmente necesitan dispositivos implantables de gran tamaño. Este avance, descrito en el paper «Wireless Magnetoelectrically Powered Organic Light-Emitting Diodes» publicado en Science Advances, promete transformar la manera en que abordamos la medicina interna y la biotecnología.
El innovador enfoque desarrollado por los científicos alemanes y escoceses combina diodos orgánicos emisores de luz (OLED) con antenas acústicas. Estas últimas, conocidas por su potencial en aplicaciones como la detección de campos magnéticos débiles, tienen la ventaja de ser mucho más pequeñas en comparación con las antenas eléctricas. Los OLED, elementos ya integrados en la tecnología actual de smartphones y televisores de alta gama, se caracterizan por sus delgadas capas de materiales orgánicos aplicables a prácticamente cualquier superficie.
Aprovechando esta versatilidad, los investigadores lograron integrar los OLED directamente sobre las antenas acústicas, fusionando así las propiedades distintivas de ambas tecnologías en un dispositivo singularmente compacto. De esta forma, las antenas acústicas no solo actúan como soporte, sino también como fuente de energía para los OLED desarrollados a medida, transformando la energía de un campo magnético en oscilación mecánica y, posteriormente, en corriente eléctrica a través del efecto magnetoelectrico compuesto.
En los últimos años, las técnicas de estimulación óptica se han perfilado como una alternativa prometedora frente a la estimulación eléctrica, debido a su mayor selectividad celular e incluso la capacidad de estimular células de manera individual. Estas técnicas ya han demostrado resultados alentadores en pruebas clínicas preliminares, como en el tratamiento de enfermedades oculares que hasta el momento no tenían cura.
Los dispositivos desarrollados funcionan en frecuencias sub-megahercias, un rango utilizado, por ejemplo, en la comunicación submarina, dado que los campos electromagnéticos a estas frecuencias son apenas absorbidos por el agua. Sin embargo, a diferencia de su uso en submarinos, la aplicación deseada en el campo biomédico exige que el dispositivo sea de tamaño reducido para minimizar cualquier efecto adverso en el tejido.
“Nuestra nueva fuente de luz inalámbrica combina el tamaño mínimo del dispositivo, la baja frecuencia de operación y la estimulación óptica. Muchas aplicaciones emergentes requieren que múltiples sitios se estimulen de forma independiente, por lo que los estimuladores cerebrales modernos a menudo incorporan un gran número de electrodos. En el caso de nuestras fuentes de luz inalámbricas, los dispositivos se pueden controlar y operar de forma independiente sin la necesidad de una electrónica adicional y potencialmente voluminosa”, explica el profesor de Humboldt, el Dr. Malte Gather, jefe del Centro Humboldt de Nano y Biofotónica del Departamento de Química de la Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Universidad de Colonia.
Esto es posible porque las frecuencias de funcionamiento de las diferentes antenas acústicas se pueden ajustar a diferentes valores. En el futuro, esto podría permitir el control individual de múltiples estimuladores en diferentes partes del cuerpo, por ejemplo, para tratar el temblor en las últimas etapas de la enfermedad de Parkinson. Como siguiente paso, los investigadores tienen como objetivo reducir aún más el tamaño de sus OLED inalámbricos y probar su tecnología en un modelo animal.
Créditos imagen de portada: Julian Butscher
