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17 Noviembre 2022

Estimulador cerebral profundo intermitente autosostenible

El dispositivo funciona con la inhalación y la exhalación generando un pulso eléctrico capaz de hacer las descargas en el cerebro. 

Los estimuladores cerebrales profundos son cada vez más comunes, con unos 150.000 nuevos dispositivos implantados cada año. Normalmente se colocan bajo la piel en la zona del pecho y sus electrodos se implantan dentro del cerebro. Los electrodos emiten pulsos eléctricos varias veces por segundo para regular la actividad eléctrica anormal del órgano. Estos dispositivos pueden ayudar a las personas con la enfermedad de Párkinson y otros trastornos a recuperar el control de sus movimientos musculares. 

Al igual que un marcapasos, los estimuladores cerebrales profundos funcionan con pilas. Mientras que la mayoría de las baterías de los primeros duran entre siete a diez años, las de los segundos, suelen tener que cambiarse cada 2 o 3 años debido a su elevado consumo de energía. Y cada cambio de batería requiere una intervención quirúrgica.

Los químicos de la Universidad de Connecticut (EEUU), Islam Mosa, James Rusling y sus colaboradores han desarrollado un estimulador cerebral profundo que no necesita que se le cambien las pilas.

En lugar de una batería, el dispositivo convierte en electricidad el movimiento del pecho del usuario al respirar. Cuando la persona inhala y exhala, la pared torácica presiona un generador eléctrico muy pequeño y fino, llamado nanogenerador triboeléctrico

El concepto es similar a frotar un globo en la camisa y luego ponerlo en la pared para que se pegue. La pared y el globo tienen cargas eléctricas estáticas diferentes y se pegan entre sí. Las cargas del material más negativo se adhieren al más positivo, y en el nanogenerador triboeléctrico del estimulador cerebral profundo, esto crea una corriente que carga un supercondensador. El supercondensador descarga la electricidad para alimentar el dispositivo médico y estimular el cerebro.

El equipo probó el dispositivo incrustando su nanogenerador triboeléctrico en el pecho de un cerdo simulado que contenía un pulmón conectado a una bomba. Cuando se infla y se desinfla durante la inhalación y la exhalación, empuja contra el nanogenerador, haciendo que dos capas del interior del nanogenerador se froten y produzcan electricidad.

La electricidad viaja a través de un fino cable para cargar el supercondensador que alimenta la electrónica del estimulador cerebral profundo colocado fuera de la caja torácica. Se pueden crear pulsos 60 veces por segundo, tal y como se haría en un dispositivo comercial.

El equipo pudo demostrar que el dispositivo puede estimular intermitentemente el tejido cerebral alternando periodos de estimulación y periodos de no estimulación, lo que constituye un enfoque eficaz para el tratamiento de afecciones psiquiátricas. 

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101099

Ciencia y Medicina

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