Investigadores desarrollan circuitos electrónicos biodegradables

Si bien el silicio es el material semiconductor sobre el que se desarrolla la mayoría de circuitos integrados que utilizan los dispositivos electrónicos que usamos a diario (nuestros smartphones, tabletas, el sistema de frenada ABS de nuestro coche, etc), en los últimos años se ha puesto el foco en compuestos orgánicos con la idea de desarrollar dispositivos flexibles, biocompatibles y biodegradables que permitan marcar un punto de inflexión en el campo de la electrónica simplificando los procesos de fabricación o desarrollando dispositivos que puedan implantarse en seres vivos. Por esta senda llevan caminando desde hace algún tiempo la Universidad de Illinois y la Universidad Tufts y, por los resultados que han presentado, han conseguido desarrollar circuitos electrónicos que se disuelven tras terminar su vida útil.

El objetivo de este equipo de investigación es el desarrollo de circuitos electrónicos basados en materiales orgánicos que puedan implantarse en seres vivos, por ejemplo, para insertar una microcámara de alta resolución o un pequeño emisor de RF y, una vez terminado el tratamiento o la vida útil del implante, éste se disuelva en el cuerpo del paciente sin provocar ningún tipo de perjuicio sobre su salud.

Con este objetivo, el equipo ha sido capaz de desarrollar circuitos (y componentes) usando un sustrato de silicio y depositando sobre éste óxido de magnesio y seda (del mismo tipo que se utiliza en operaciones de cirugía como sutura y que, con el tiempo, se disuelven en el cuerpo). Sobre la finísima capa de sustrato se deposita el magnesio y el dióxido de magnesio para trazar el circuito y, para garantizar que el circuito durará el tiempo previsto antes de disolverse, éste se recubre con la capa de seda (a modo de cápsula) que servirá de escudo para que el circuito funcione mientras el recubrimiento se va degradando y, por tanto, disolviendo.

¿Y para qué podría servir un implante de estas características? El equipo de investigación ha demostrado la utilidad de este desarrollo mediante un caso práctico bastante interesante. Implantaron un circuito en un ratón en el que el dispositivo implementaba unas bobinas y unas microresistencias realizadas con silicio y magnesio. Las nanoesferas de silicio se usaron como contenedores de un medicamento y el magnesio tiene propiedades vasodilatadoras así que activando el dispositivo mediante una señal RF (la bobina actúa como un receptor RF), se pudo observar cómo el tejido alrededor del dispositivo aumentó su temperatura 5 grados celsius y, además, se eliminaron las bacterias que habían infectado la zona en la que se implantó el circuito. Tras su uso, 15 días más tarde el dispositivo se había disuelto y solamente quedaron trazas de seda en la zona.

Según los investigadores, estos dispositivos podrían usarse tras las operaciones para evitar posibles infecciones, activándolos tras cerrar las incisiones con la idea de limpiar la zona afectada. Además del inductor, el equipo ha sido capaz de desarrollar diodos, transistores, condensadores, puertas lógicas, células solares, sensores de temperatura u osciladores LC, por lo que la variedad de dispositivos que se pueden realizar a partir de estos componentes es enorme.