miércoles, 28 de febrero de 2018

LOS TATUAJES ELECTRÓNICOS COMESTIBLES PODRÍAN REVOLUCIONAR LA ENTREGA DE MEDICAMENTOS


Un circuito electrónico flexible y comestible en un cápsula farmacéutica

Los circuitos electrónicos comestibles se han realizado modificando una técnica para transferir tatuajes temporales. El proceso fue desarrollado por científicos en Italia, Corea del Sur y Japón que dicen que las transferencias son completamente ingeribles y podrían usarse para crear etiquetas electrónicas que podrían monitorearse mientras viajan por el cuerpo. El equipo también ha demostrado cómo los circuitos se pueden transferir a una gama de artículos comestibles, incluidas las cápsulas de frutas y medicamentos.
Los dispositivos electrónicos ingeribles tienen un gran potencial para el tratamiento médico y las pruebas en el punto de atención. Podrían realizar pruebas de diagnóstico o controlar la liberación de un medicamento, y transmitir datos a profesionales de la salud. Dicha tecnología también podría tener aplicaciones en la industria alimentaria, en particular para rastrear y controlar los alimentos a medida que avanza en la cadena de suministro.
  
Pastillas amargas
La mayoría de los dispositivos propuestos hasta ahora han utilizado grandes componentes electrónicos basados ​​en silicio que son costosos de producir, lo que los hace inadecuados para artículos de un solo uso producidos en masa. "La electrónica comestible o ingerible generalmente se aborda mediante chips de silicio comunes y aparatos electrónicos voluminosos, encapsulados en una pastilla ingerible (de una pulgada de largo, típicamente)", explica Mario Caironi , de la Universidad Politécnica de Milán, en Italia. "Tal píldora tiene que ser evacuada del cuerpo después de su función".

Al escribir en Materiales avanzados , Caironi y sus colegas dicen que el papel para tatuajes (el papel utilizado para crear los tatuajes temporales amados por los niños en todas partes) podría ofrecer un enfoque más funcional. Dicen que es ideal para productos electrónicos comestibles, ya que las transferencias están hechas de etilcelulosa, un material ingerible comúnmente utilizado en medicamentos y como emulsionante en los alimentos, y puede imprimirse fácilmente.

Tatuarte
Los tatuajes temporales consisten en una película delgada de etilcelulosa, sobre la que está impreso el diseño, pegada a una hoja de papel con almidón soluble en agua o dextrina. Para aplicar el tatuaje, sumerja el papel en agua y colóquelo sobre su piel y, a medida que el almidón o la dextrina se disuelven, retire el papel, dejándose "tatuado".
Para probar su idea, Caironi y sus colegas utilizaron una impresora de inyección de tinta, diseñada para imprimir dispositivos electrónicos y pantallas, para imprimir circuitos electrónicos hechos de plata y mezclas de cuatro polímeros semiconductores diferentes en papel para tatuajes. Imprimieron una gama de transistores y puertas lógicas, y los transfirieron a cápsulas de medicamentos, fresas y portaobjetos de microscopio de vidrio.
"El tatuaje libera una capa de celulosa de media micra de espesor, que es comestible, con nuestros transistores y circuitos impresos en la parte superior", dice Caironi. "La técnica es clave para nuestro enfoque propuesto, ya que desacopla la impresión, que puede realizarse a pequeña escala, de la integración con artículos comestibles, que no requieren ningún tratamiento previo".

Resultados variables
El efecto del proceso de transferencia en los circuitos varió con diferentes transistores, compuertas lógicas y polímeros. En algunos casos, el efecto en la funcionalidad fue pequeño, mientras que en otros hubo un marcado deterioro. Los investigadores atribuyen estos problemas a las impurezas que se introducen cuando los circuitos se exponen al aire, a la luz y al agua durante el proceso de transferencia. Creen que ajustar las mezclas de materiales crearía circuitos más estables.

Un problema clave con la electrónica ingerible es la biocompatibilidad. El equipo señala que el aporte dietético recomendado de plata para alguien que pesa 70 kg es de 350μg. Un solo transistor impreso contiene alrededor de 4 μg de plata. Se sabe que dos de los polímeros utilizados, el poli (3-hexiltiofeno) y el poliestireno, son biocompatibles, mientras que los otros dos se han desarrollado recientemente y se desconoce su toxicidad. Los investigadores realizaron algunas pruebas de laboratorio básicas, con resultados prometedores, pero dicen que se necesitarán estudios específicos para determinar la biocompatibilidad de estos materiales.

Lógica comestible
Christopher Bettinger , de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Estados Unidos, comenta sobre el artículo de la revista que describe los tatuajes: "Este es un documento realmente interesante que explora la interfaz de la electrónica orgánica, la tecnología de impresión, los dispositivos flexibles y la electrónica ingerible". Y agrega: "Esta tecnología se suma a la creciente lista de materiales, técnicas y metodologías de fabricación que están dedicadas a aumentar las capacidades de los dispositivos electrónicos que se pueden implementar en el tracto gastrointestinal a través de la vía oral .Los transistores descritos aquí podrían usarse como elementos lógicos para sensores ingeribles o dispositivos de liberación controlada inteligente. Lo que queda por ver es cómo estos dispositivos pueden funcionar de manera estable en el entorno potencialmente cáustico del estómago y el intestino delgado ".

Caironi dice: "Dimos un primer paso, demostrando que podemos transferir circuitos impresos en artículos comestibles. Por un lado, tenemos que profundizar en la evaluación de la capacidad de los semiconductores. Por otro lado, tenemos que progresar a nivel de sistema, integrando nuestros circuitos con sensores, para diferentes aplicaciones, con baterías comestibles y con un sistema de comunicación adecuado".

El trabajo titulado “Tattoo-PaperTransfer as a Versatile Platform for All-Printed Organic Edible Electronicsde Giorgio E. Bonacchini, Caterina Bossio, Francesco Greco, Virgilio Mattoli, Yun-Hi Kim, Guglielmo Lanzani y Mario Caironi fue publicado el 20 de febrero de 2018 en “Advance Materials” DOI: 10.1002/adma 201706091.

Fuente: PhysicsWorld – Investigación Semiconductores y electrónica - Michael Allen escritor de ciencia con sede en el Reino Unido – 27.febrero.2018

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