El amanecer de la electrónica ósea
Se ha creado un dispositivo de una clase innovadora descrita como “electrónica de superficie ósea”.
Los dispositivos electrónicos de superficie ósea, que se adhieren directamente al hueso, podrían algún día ayudar a los médicos a cuidar la salud ósea. Aquí se muestra uno aplicado a un trozo de hueso sintético en el laboratorio de Gutruf de la Universidad de Arizona. / Gutruf Lab
Se trata de un dispositivo inalámbrico ultrafino que se integra en la superficie del hueso y que algún día podría ayudar a los médicos a monitorizar y promover la curación de los huesos durante largos periodos.
El dispositivo ha sido puesto a prueba por un equipo que incluye, entre otros, a Philipp Gutruf, David Margolis, Alex Burton y John Szivek, los cuatro de la Universidad de Arizona en Estados Unidos.
En general, las fracturas por fragilidad asociadas a enfermedades como la osteoporosis acarrean más días de hospitalización que los infartos, el cáncer de mama o el de próstata. Aunque todavía no se ha probado ni autorizado su uso en humanos, los dispositivos óseos inalámbricos como el ensayado podrían utilizarse algún día no solo para vigilar la salud ósea, sino también para mejorarla.
Poder monitorizar la salud del sistema musculoesquelético tan estrechamente como podría hacerse con un dispositivo así, constituiría un gran avance para la ciencia médica. Sería como disponer de un ordenador en el hueso, en palabras de Gutruf. Aplicada a la investigación científica, esta tecnología permitirá conocer mejor el funcionamiento del sistema musculoesquelético. La información así obtenida ayudará a diseñar terapias más eficaces.
Dado que los músculos están tan cerca de los huesos y se mueven con tanta frecuencia, es importante que el dispositivo sea lo suficientemente fino como para no irritar el tejido circundante ni desprenderse. La delgada estructura del dispositivo, aproximadamente del grosor de una hoja de papel, permite que se adapte bien a la curvatura del hueso.
El dispositivo no necesita batería. Esto es posible gracias a un método de gestión energética y comunicación llamado comunicación de campo cercano, o NFC por sus siglas en inglés, que también se utiliza en los smartphones para pagar sin contacto físico.
Las capas externas de los huesos se desprenden y renuevan igual que las capas externas de la piel. Por eso, si se utilizara un adhesivo tradicional para fijar algo al hueso, se caería a los pocos meses. Para hacer frente a este reto, el equipo de investigación desarrolló un adhesivo que contiene partículas de calcio con una estructura atómica similar a la de las células óseas, que sirve para fijar dispositivos de electrónica ósea al hueso. El resultado, explicado de forma simple, es que el hueso cree que el dispositivo forma parte de él y crece hasta el propio sensor. O sea que el propio hueso se encarga de mantener adherido el dispositivo a él. Esto le permite al dispositivo disfrutar de un vínculo permanente con el hueso y realizar mediciones durante largos periodos de tiempo.
Gutruf y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo dispositivo y las expectativas de tales implantes en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Osseosurface electronics—thin, wireless, batteryfree and multimodal musculoskeletal biointerfaces”.
