¿Sabías que la glucosa extra de tu cuerpo puede generar electricidad? Suena a ciencia ficción, ¿verdad? Sin embargo, una investigación realizada desde 2016 respalda la idea de utilizar el azúcar en sangre como fuente de energía fiable para dispositivos biomédicos.

Desarrollo de una pila de combustible implantable para la conversión de electricidad

Un equipo de investigadores de la ETH de Zúrich ha conseguido convertir el azúcar de la sangre en energía eléctrica. Esta investigación, dirigida por Martin Fussenegger, profesor de biotecnología y bioingeniería, reconoce el hecho de que el consumo de carbohidratos en las naciones occidentales es desenfrenado. Esto dio al equipo la idea de utilizar el exceso de glucosa para producir energía eléctrica. La aplicación se inclina hacia dispositivos biomédicos plenamente funcionales sin utilizar baterías recargables convencionales.

Han desarrollado una pila de combustible implantable que pone en marcha el exceso de glucosa para generar energía. La pila de combustible se combina con una cápsula que contiene células beta artificiales. Durante este proceso se produce insulina, que reduce eficazmente los niveles de azúcar en sangre. 

¿De qué está hecha la pila de combustible?

La pila de combustible contiene un ánodo, un electrodo hecho de nanopartículas de cobre que los investigadores crearon para esta aplicación. El ánodo convierte la glucosa en ácido glucónico y un protón, lo que genera electricidad.

La pila de combustible está diseñada para implantarse bajo la piel. Está envuelta en una tela no tejida del tamaño de la uña del pulgar. El tejido utilizado está recubierto de alginato, un producto de algas aprobado para uso biomédico y biotecnológico. El alginato ayuda a que la glucosa entre en la pila de combustible e inicie la conversión de energía. 

¿Cómo funciona el sistema de pilas de combustible?

El sistema de pila de combustible combina dos funciones: la generación de energía y la administración controlada de insulina. Además de la presencia de un ánodo en el núcleo del dispositivo, los investigadores combinaron la pila de combustible con una cápsula que contiene células beta artificiales. Estas células beta son inducidas a producir y secretar insulina mediante energía eléctrica.

Una vez implantado el dispositivo, el alginato absorbe los fluidos corporales al tiempo que permite el paso de la glucosa a través de la pila de combustible. En cuanto la pila de combustible detecta un exceso de glucosa, empieza a generar electricidad. Después, la electricidad generada estimula las células beta artificiales, produciendo y liberando insulina en el torrente sanguíneo.

Una vez que los niveles de azúcar en sangre alcanzan un rango saludable, la célula de combustible detiene la producción de electricidad e insulina.

¿Cuáles son algunas de las ventajas del sistema de pilas de combustible?

• Otros dispositivos médicos pueden beneficiarse de la energía generada a partir del exceso de glucosa. Entre ellos se encuentran las bombas de insulina y los marcapasos.
• La energía generada por el sistema implantado puede comunicarse con dispositivos externos, como teléfonos inteligentes. Esto permite a los usuarios ajustar su sistema. Los médicos también pueden acceder al sistema a distancia si es necesario realizar ajustes.
• El sistema de pila de combustible favorece la administración controlada de insulina, un paso necesario para garantizar una dosificación adecuada.

¿Qué le espera a las pilas de combustible en el mercado?

Además de la necesidad de más recursos y dinero, el prototipo del equipo es el único sistema de pila de combustible existente en la actualidad. Aunque este prototipo ha hecho grandes avances en las pruebas con ratones, el camino hasta conseguir que el dispositivo sea apto para el mercado puede ser un proceso largo y difícil.

En la actualidad, los investigadores necesitan apoyo financiero y recursos humanos para desarrollar el sistema y convertirlo en un producto comercializable. Buscan un socio industrial que les ayude a seguir investigando. Si esta innovación se materializa, millones de vidas cambiarán a mejor.