Un nuevo estudio ha revelado que un papel biodegradable innovador, que se adhiere a la superficie del cerebro como una tirita y proporciona estimulación eléctrica de manera inalámbrica, podría revolucionar el tratamiento de enfermedades neurológicas como el Parkinson y el Alzheimer.
Las terapias que utilizan estimulación eléctrica para tratar enfermedades neurodegenerativas han demostrado ser efectivas. Para proporcionar esta estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés), se implantan electrodos en áreas específicas del cerebro a través de pequeños agujeros perforados en el cráneo. Además, un dispositivo similar a un marcapasos se inserta bajo la piel del pecho para alimentar los electrodos.
No obstante, la inserción de electrodos en el cerebro conlleva riesgos, como la posible mala colocación, migración o rotura de los cables que los conectan. Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Uhlan (UNIST), en Corea del Sur, han desarrollado un implante de ‘bio-papel’ biodegradable y activado de manera inalámbrica que evita estos problemas.
“El material desarrollado ofrece opciones de tratamiento personalizadas, adaptadas a las necesidades y características físicas individuales, simplificando los procesos de tratamiento y mejorando la flexibilidad y versatilidad en aplicaciones clínicas basadas en la estimulación eléctrica”, explicó Jun Kyu Choe, autor principal del estudio y miembro del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UNIST.
El material está compuesto por nanopartículas magnetoeléctricas sintetizadas (MENs), que incluyen un núcleo magnetoestrictivo y una cáscara piezoeléctrica capaz de generar un campo eléctrico cuando se aplica un campo magnético externo. Básicamente, el núcleo magnetoestrictivo convierte el campo magnético aplicado en tensión mecánica, que la cáscara piezoeléctrica convierte en un campo eléctrico.
Las MENs de núcleo-cáscara se integran en nanofibras biodegradables electrohiladas para producir una lámina flexible y ligera, similar a un papel, porosa y biodegradable. La porosidad del material asegura que moléculas pequeñas importantes como el oxígeno y los nutrientes puedan pasar a través de él. El material se biodegradó casi por completo después de dos meses.
“La combinación de materiales fibrosos magnetoeléctricos y biodegradables a escala nanométrica ofrece ventajas sobre los dispositivos electrónicos inalámbricos tradicionales, que dependen de la compleja ensambladura de componentes voluminosos que no pueden rediseñarse después de la fabricación”, señalaron los investigadores.
Sus propiedades físicas permiten que el ‘papel’ se adapte a superficies curvas y complejas, como el cerebro, y puede cortarse, enrollarse y doblarse manteniendo su funcionalidad. De hecho, era lo suficientemente flexible como para que los investigadores crearan un cilindro con un radio de 400 µm, que se podía envolver alrededor de un nervio y usar para regenerarlo. También puede fabricarse en el tamaño requerido.
“El papel bioeléctrico, en principio, puede personalizarse fácilmente a escalas de órganos de varios centímetros o miniaturizarse a escalas submicrométricas para operaciones mínimamente invasivas, y la magnetoelectricidad o microestructura no depende de su escala”, comentó Jiyun Kim, uno de los autores correspondientes del estudio. “En general, nuestro papel bioeléctrico, con aplicaciones fáciles y amplias, podría abrir un nuevo esquema hacia implantes bioelectrónicos inalámbricos, mínimamente invasivos y biodegradables.”
