CARDIOLOGÍA

Parches electrónicos ultrafinos pueden controlar el pulso y la presión arterial

Universidad de Osaka · 29 abril 2021

Científicos de la Universidad de Osaka (Japón), en colaboración con la compañía austriaca Joanneum Research, han presentado unos parches inalámbricos de control de la salud que utilizan nanogeneradores piezoeléctricos integrados para alimentarse con la energía biomecánica recogida.

Este trabajo puede dar lugar a nuevos sensores de salud autónomos, así como a dispositivos electrónicos portátiles sin batería, según publican sus autores en Nature Communications.

A medida que la tecnología wearable y los sensores inteligentes se hacen más populares, el problema de suministrar energía a todos estos dispositivos adquiere mayor relevancia. Aunque los requisitos energéticos de cada componente pueden ser modestos, la necesidad de cables o incluso de baterías se convierte en algo pesado e incómodo. Por eso se necesitan nuevos métodos de captación de energía. Además, la posibilidad de que los monitores de salud integrados utilicen el movimiento ambiental tanto para alimentar como para activar los sensores contribuirá a acelerar su adopción en las consultas médicas.

Los investigadores japoneses y austriacos han inventado los nuevos parches ultraflexibles con un polímero ferroeléctrico que no solo pueden detectar el pulso y la presión arterial del usuario sino que también se alimentan de los movimientos normales. La clave fue partir de un sustrato de apenas una micra de grosor.

Utilizando un fuerte campo eléctrico, los dominios cristalinos ferroeléctricos de un copolímero se alinearon de forma que la muestra tuviera un gran momento dipolar eléctrico. Basándose en el efecto piezoeléctrico, que es muy eficaz para convertir el movimiento natural en pequeñas tensiones eléctricas, el dispositivo responde rápidamente a los cambios de tensión o presión. Estos voltajes pueden transducirse en señales para los sensores médicos o cosechar directamente la energía.

"Nuestros parches de salud electrónica pueden emplearse como parte de la detección de enfermedades relacionadas con el estilo de vida, como los trastornos cardíacos, los signos de estrés y la apnea del sueño", afirma el primer autor, Andreas Petritz.

Los investigadores calculan que los parches multicapa pueden recoger hasta 200 milijulios al día de los movimientos biomecánicos si se colocan en articulaciones como las rodillas o los codos. Esto es suficiente para controlar los parámetros cardiovasculares varias veces al día. Además, los parches son tan finos que apenas se perciben, lo que hace menos desagradable un mal necesario para muchos pacientes: el control diario de la salud.

"Esperamos que nuestros descubrimientos ayuden al desarrollo de otros sistemas de sensores tipo hoja que puedan realizar una biomonitorización precisa cuando se fijan a la superficie de la piel", afirma el autor principal, Tsuyoshi Sekitani. Los módulos adicionales permiten otras funciones, como la comunicación inalámbrica con un teléfono inteligente o un ordenador.

Referencia: Nat Commun. 2021 Apr 23;12(1):2399. doi: 10.1038/s41467-021-22663-6