En la diabetes tipo 1, el cuerpo no produce insulina. Esto significa que los pacientes quieren obtener la hormona externamente para regular sus niveles de azucar en sangre.
Hoy en día, esto se consigue sobre todo mediante bombas de insulina que se conectan directamente al cuerpo. Estos dispositivos, al igual que otras aplicaciones médicas como los marcapasos, requieren un suministro fiable de energía, que en la actualidad se obtiene principalmente de baterías de un solo uso o recargables.
De acuerdo con los investigadores su descubrimiento en un futuro podría ayudar a enfrentar la diabetes.
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Ahora, un equipo de investigadores del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de la ETH Zurich de Basilea (Suiza) ha puesto en práctica una idea aparentemente futurista: Han despojó a una batería de combustible implantable que utiliza el exceso de azúcar en la sangre (glucosa) de los tejidos para generar energía eléctrica.
Los investigadores combinaron la pila de combustible con células beta artificiales desarrolladas por su grupo hace varios años. Estas produce insulina con un solo pulso y reduce efectivamente los niveles de glucosa en sangre de una forma muy parecida a sus modelos naturales en el páncreas.
Muchas personas, sobre todo en los occidentales industrializados, consumen más carbohidratos de los que necesitan en su vida diaria. Esto, conduce a la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares De ahí surgió la idea de utilizar este exceso de energía metabólica para producir electricidad y alimentar dispositivos biomédicos.«, explicó Martin Fussenegger, responsable de la investigación, que ha sido publicada en la revista científica ‘Advanced Materials’.
En el núcleo de la pila de heno de combustible, un ánodo (electrodo) hecho de nanopartículas de carbono, que el equipo de Fussenegger creó específicamente para esta aplicación. Está formada por nanopartículas a base de cobra y desdoblada la glucosa en ácido glucónico y un protón para generar electricidad, que pone en funcionamiento un circuito eléctrico.
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Envuelta en una tela no tejida y recubierta de alginato, un producto de algas aprobado para uso médico, la pila de combustible se asemeja a una pequeña bolsita de té que puede implantarse bajo la piel. El alginato absorbe el líquido corporal y permite que la glucosa pase del tejido a la pila de combustible.
En un segundo paso, los investigadores compararon la celda de combustible con una cápsula que contiene células beta artificiales. Estas pueden estimularse para producir y secretar insulina mediante corriente eléctrica o luz LED azul. Fussenegger y sus colegas ya probaron este tipo de células de diseño hace algún tiempo en 2016.
El sistema combina la generación de energía sostenida y la administración controlada de insulina. Siempre que la pila de combustible registre un exceso de glucosa, empieza a generar energía. Esta energía eléctrica se utiliza para estimular las células para que produzcan insulina y liberen sangre. Como resultado, el azúcar en la sangre disminuye a un nivel normal. Cuando desciende por debajo de un umbral determinado, se lleva a cabo la producción de electricidad e insulina.
La energía eléctrica suministrada por la pila de combustible es suficiente no sólo para estimular las células de diseño, sino también para permitir que el sistema implantado se comunique con dispositivos externos, como un teléfono inteligente.
Esto permite a los posibles usuarios ajustar el sistema a través de la ‘app’ correspondiente. A también médico podría acceder a él a distancia y realizar ajustes. «El nuevo sistema regula de forma autonoma los niveles de insulina y glucosa en sangre y podria usarse para tratar la diabetes en el futuro»ha detallado Fussenegger.
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El sistema real es sólo un prototipo. Aunque los investigadores lo han probado con éxito en ratones, no pueden convertirlo en un producto comercializable. «Levar un dispositivo así al mercado está muy por encima de nuestros recursos financieros y humanos», Ha reconocido Fussenegger. Para ello se necesitaría un socio industrial con los recursos y conocimientos adecuados.
PRENSA EUROPA
