La electrónica se está volviendo imperceptiblemente pequeña, abriendo nuevas vías para que la tecnología médica coloque dispositivos avanzados de monitoreo y tratamiento dentro de nuestros cuerpos. Y los ingenieros de la Universidad de Columbia acaban de demostrar una versión nueva y revolucionaria de esto, creando el sistema de chip único más pequeño del mundo jamás desarrollado, según un estudio reciente publicado en la revista Science Advances .
Y, lo que es más importante, el pequeño chip nuevo se puede implantar a través de una aguja hipodérmica para medir la temperatura interna del cuerpo y, potencialmente, mucho más.
Se implantó un pequeño chip de computadora en siete ratones a la vez
El implante creado por los ingenieros de Columbia es increíblemente pequeño, pero también está abriendo nuevos caminos al existir simplemente como un circuito electrónico totalmente funcional cuyo volumen total es inferior a 0,1 milímetro cúbico. En otras palabras, es del tamaño de un ácaro del polvo, sin mencionar que es mucho más compacto que la computadora más pequeña del mundo , que es un dispositivo en forma de cubo con una precisión de 0.01 pulgadas (0.3 mm) en cada lado. El nuevo y más pequeño chip solo es visible con un microscopio, y amplió los límites en el ingenio de diseño de fuentes de energía y comunicaciones.
Por lo general, los dispositivos electrónicos pequeños cuentan con módulos de radiofrecuencia (RF) capaces de transmitir y recibir señales electromagnéticas, este método genera longitudes de onda demasiado grandes para originarse en dispositivos tan pequeños como el nuevo. Alternativamente, las longitudes de onda de los ultrasonidos son mucho más pequeñas en frecuencias específicas porque la velocidad del sonido es mucho más lenta que la velocidad de la luz a la que se mueven todas las ondas electromagnéticas. En consecuencia, el equipo de ingenieros de Colombia integró un transductor piezoeléctrico capaz de funcionar como una “antena” para la comunicación inalámbrica y alimentarse mediante ondas de ultrasonido.
Cuando se incorpora con un sensor de temperatura de baja potencia para transformar el chip en una sonda de temperatura en tiempo real, el dispositivo posee la capacidad de monitorear la temperatura corporal además de pequeñas variaciones de temperatura relacionadas con el uso terapéutico del ultrasonido. En el estudio, la prueba de concepto del implante se llevó a cabo en ratones vivos, en los que se empleó neuroestimulación por ultrasonido. Esto implicó implantar hasta siete ratones a la vez con una inyección intramuscular a través de una jeringa.
El chip inyectable podría servir como un sistema de ‘alerta temprana’ contra futuros brotes.
Estos diminutos chips también podrían implantarse en el cuerpo humano y luego comunicar la información y los datos medidos de forma inalámbrica a través de ultrasonidos. Tal como está el dispositivo, solo puede medir la temperatura corporal, pero eventualmente también podría monitorear la función respiratoria, los niveles de glucosa y la presión arterial. “Queríamos ver hasta dónde podíamos sobrepasar los límites de lo pequeño que podíamos fabricar un chip funcional”, dijo Ken Shepard, líder del estudio de Columbia, en un informe de New Atlas . “Esta es una nueva idea de ‘chip como sistema’: este es un chip que, por sí solo, sin nada más, es un sistema electrónico completamente funcional”.
“Esto debería ser revolucionario para el desarrollo de dispositivos médicos implantables miniaturizados e inalámbricos que pueden detectar diferentes cosas, usarse en aplicaciones clínicas y, finalmente, aprobarse para uso humano”, agregó Shepard. En un mundo posterior al coronavirus , no es difícil ver los beneficios inmediatos de las inyecciones masivas de dispositivos benignos capaces de controlar su temperatura. Algún día, algo como esto podría ser un sistema de alerta temprana para los funcionarios de una pandemia que se está gestando. Y aunque el pequeño chip de computadora aún se encuentra en sus primeras etapas, hay mucho más que esperar a medida que la tecnología médica comience a introducirse en la cibernética del mañana .
Fuente: interestingengineering.com
