El ox\u00edgeno es el combustible de gran parte de la vida en la Tierra. \u00bfPero sab\u00edas que el mismo ox\u00edgeno en nuestros cuerpos alg\u00fan d\u00eda podr\u00eda alimentar bater\u00edas en implantes m\u00e9dicos? Un nuevo estudio ha revelado una nueva bater\u00eda de sodio y ox\u00edgeno (Na-O2) que hace precisamente esto.<\/p>\n\n\n\n
Un problema con los implantes m\u00e9dicos es que los m\u00e9dicos tienen que realizar cirug\u00edas invasivas para reemplazar las bater\u00edas de vez en cuando. Sin embargo, esta bater\u00eda de Na-O2 recientemente propuesta funcionar\u00eda con nuestro ox\u00edgeno y se recargar\u00eda sola.<\/p>\n\n\n\n
\u201cProponemos un novedoso dise\u00f1o de bater\u00eda de Na-O2 para aplicaciones in vivo que utiliza una aleaci\u00f3n estable a base de sodio como \u00e1nodo y ox\u00edgeno de los fluidos corporales como componente c\u00e1todo. Esta bater\u00eda demuestra un potencial prometedor como fuente de energ\u00eda para alimentar dispositivos electr\u00f3nicos microimplantables\u201d, se\u00f1alan los autores del estudio.<\/p>\n\n\n\n
C\u00f3mo funciona una bater\u00eda impulsada por ox\u00edgeno “Si podemos aprovechar el suministro continuo de ox\u00edgeno en el cuerpo, la vida \u00fatil de la bater\u00eda no estar\u00e1 limitada por los materiales finitos de las bater\u00edas convencionales”, dijo Xizheng Liu, uno de los autores del estudio y profesor de materiales y dispositivos energ\u00e9ticos en la Universidad de Tianjin.<\/p>\n\n\n\n Quer\u00edan desarrollar una bater\u00eda alimentada por ox\u00edgeno segura, factible y eficiente, y la \u00fanica forma de hacerlo era utilizar componentes y productos qu\u00edmicos compatibles con los sistemas vivos. Teniendo esto en cuenta, utilizaron una aleaci\u00f3n a base de sodio como \u00e1nodo. El sodio ya es parte integral de la dieta y el cuerpo humanos y desempe\u00f1a un papel clave en el mantenimiento de los nervios, los fluidos corporales y los m\u00fasculos. Todos estos factores lo convierten en un \u00e1nodo biocompatible ideal.<\/p>\n\n\n\n Como separador, los investigadores utilizaron oro nanoporoso (NPG), un material que tiene poros mil veces m\u00e1s peque\u00f1os que el ancho de un cabello humano. El NPG ya se utiliza en muchas aplicaciones biol\u00f3gicas debido a su biocompatibilidad y alta estabilidad.<\/p>\n\n\n\n Despu\u00e9s de crear su novedosa bater\u00eda, recubrieron esta disposici\u00f3n en un pol\u00edmero blando. Luego lo implantaron quir\u00fargicamente debajo de la piel en ratas, que sirvieron como animales modelo para el experimento.<\/p>\n\n\n\n “Despu\u00e9s de 24 horas de implantaci\u00f3n, se observ\u00f3 una meseta de voltaje de descarga inestable a 1 y 2 \u03bcA\/cm2, lo que indica que s\u00f3lo una peque\u00f1a cantidad de sucus o sangre entr\u00f3 en el compartimento cat\u00f3dico y permiti\u00f3 un suministro continuo de O2”, se\u00f1alan los autores del estudio.<\/p>\n\n\n\n \u201cAl extender a\u00fan m\u00e1s la implantaci\u00f3n durante 2 semanas, se obtuvieron niveles de voltaje estables de aproximadamente 1,4 y 1,3 V a 1 y 2 mA\/cm2, respectivamente, con una densidad de potencia m\u00e1xima de 2,6 \u03bcW\/cm2. De manera similar, despu\u00e9s de 4 semanas de implantaci\u00f3n, las mesetas del voltaje de descarga permanecieron en aproximadamente 1,3 y 1,2 V a 1 y 2 \u03bcA\/cm2, respectivamente, lo que indica un suministro constante y continuo de O2 desde los fluidos corporales\u201d.<\/p>\n\n\n\n Por primera vez, los investigadores demostraron que el ox\u00edgeno interno podr\u00eda proporcionar un aporte de energ\u00eda estable a las bater\u00edas. Sin embargo, el rendimiento logrado durante el estudio no ser\u00e1 suficiente para alimentar ning\u00fan implante m\u00e9dico. Por ejemplo, un marcapasos funciona con una bater\u00eda capaz de generar de 2 a 5 voltios de salida. Por lo tanto, seg\u00fan los autores del estudio, se requiere m\u00e1s investigaci\u00f3n para mejorar el rendimiento de la bater\u00eda de Na-O2.<\/p>\n\n\n\n Mostrando un gran potencial \u201cLos iones Na+ y OH producidos durante el proceso de descarga ingresan a la sangre sin causar alteraciones electrol\u00edticas. El metabolismo de las sustancias en el cuerpo no produjo ninguna anomal\u00eda en el h\u00edgado ni en los ri\u00f1ones. La excelente biocompatibilidad de la bater\u00eda indica un inmenso potencial para aplicaciones pr\u00e1cticas y tiene el potencial de revolucionar el campo de las bater\u00edas implantables\u201d, dijeron los investigadores.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores tambi\u00e9n notaron que los vasos sangu\u00edneos que sufrieron da\u00f1os cuando implantaron la bater\u00eda se regeneraron despu\u00e9s de un tiempo alrededor del implante. Este sorprendente desarrollo sugiere que la bater\u00eda de Na-O2 tambi\u00e9n se puede utilizar para controlar la cicatrizaci\u00f3n de heridas, seg\u00fan Liu.<\/p>\n\n\n\n “Si bien a\u00fan quedan por abordar varios estudios fundamentales y desaf\u00edos intr\u00ednsecos, la bater\u00eda de Na-O2 sigue siendo muy prometedora y puede provocar una nueva revoluci\u00f3n en el campo de los dispositivos implantables, lo que conducir\u00e1 al desarrollo de nuevos m\u00e9todos para el tratamiento de diversas enfermedades”.<\/p>\n\n\n\n El estudio se publica en la revista Chem<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Si hay una sustancia que abunda en el cuerpo de los mam\u00edferos es el ox\u00edgeno. El ox\u00edgeno se reemplaza constantemente a trav\u00e9s de la respiraci\u00f3n y es clave para muchos procesos biol\u00f3gicos centrados en la energ\u00eda. Entonces, \u00bfc\u00f3mo podr\u00edamos utilizar esta mol\u00e9cula tan biodisponible en una bater\u00eda? Los investigadores de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Tianjin intentaban encontrar la respuesta a esta pregunta.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Cuando se trata de seguridad, la bater\u00eda de Na-O2 podr\u00eda ser una de las soluciones de energ\u00eda m\u00e1s seguras para dispositivos m\u00e9dicos. Durante el estudio, no caus\u00f3 ning\u00fan efecto secundario en los animales modelo y ninguno de los subproductos que liber\u00f3 fue perjudicial para la salud humana.<\/p>\n\n\n\n