Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon trabaja en una diminuta batería creada a partir de nuestras propias sustancias químicas que podría ser colocada en una píldora: en la práctica, una central eléctrica en miniatura que podría administrar tratamientos para combatir enfermedades con una precisión y una seguridad que antes habría sido imposible de lograr.
Las cápsulas convencionales de liberación prolongada administran la medicación en forma de pequeñas moléculas. Cuanto más complejo es el agente, más energía y elaboración necesita el comprimido, que es en realidad un dispositivo microelectrónico comestible.
Las píldoras inteligentes actuales en realidad son un poco tontas porque dependen de baterías en miniatura con partes no comestibles o tóxicas que monitorean los signos vitales o ayudan al tracto digestivo a tomar una selfie. Podrían atascarse en algún lugar y resultar difíciles de desalojar, dijo Christopher Bettinger, profesor asociado de ciencias de los materiales e ingeniería biomédica de Carnegie Mellon.
Además del balance entre energía y toxicidad, los científicos enfrentan un problema que es conocido por los diseñadores de teléfonos inteligentes, autos eléctricos y audífonos: el tamaño de las baterías.
Es por eso que Bettinger y su grupo se preguntaron cómo podrían reducir una batería y, al mismo tiempo, crearla a partir de compuestos químicos a los que el organismo esté habituado.
Una respuesta podría ser la melanina, el pigmento que bloquea la luz ultravioleta y que está presente en el pelo, la piel y los ojos. Si esas biobaterías pueden distribuir medicamentos, no serían más tóxicas que una comida preparada con tinta de calamar, que está llena de melanina y es inocua, dijo Bettinger, que hasta ingirió un prototipo.
"Si alguna vez se ha comido pasta con tinta de calamar, entonces se ha ingerido gran cantidad de melanina", agregó.
En teoría, funciona como las baterías de iones de litio de las computadoras o las baterías de plomo-ácido de los autos. Hay extremos de carga negativa y positiva, los electrones sólo quieren alejarse del extremo negativo. Cuando un circuito externo (básicamente un alambre) conecta los polos, los electrones corren hacia el polo positivo, encendiendo bombillas, procesadores o radios. Los iones simultáneamente liberados desde el extremo negativo fluyen y se encuentran nuevamente con los electrones del otro extremo.
Los compuestos de litio son magníficos para hacer funcionar las baterías de los dispositivos o los autos y también son magníficos para tratar el trastorno bipolar. Pero para otros fines hay demasiados riesgos en una batería digerible hecha de una sustancia que, se sabe, afecta la química del cerebro y el sistema nervioso.
Hay un par de cosas que recomiendan la melanina como ingrediente de una biobatería, añadió Bettinger. Los pigmentos de la melanina contribuyen a proteger el organismo de la radiación ultravioleta del sol. Retiran partículas cargadas, llamadas radicales libres, que pueden dañar las células. "Resulta que ese mismo proceso es muy importante para las baterías", dijo Bettinger.
En el cerebro, un compuesto de melanina ayuda a retirar metales nocivos como el zinc, el aluminio y el hierro. Los absorbe como una esponja, otra característica útil en un material para baterías.
Bettinger dijo que espera publicar sus últimos resultados antes de fin de año. Su investigación cuenta con el apoyo del Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos.
Todavía queda un largo camino por recorrer. Para continuar con su trabajo, Bettinger empezará a contactar a investigadores médicos que necesiten un mecanismo de administración de alta tecnología.
"Después hay que trabajar con socios para encontrar una aplicación atractiva", dijo. "Tenemos las baterías no tóxicas. Eso está muy bien. ¿Qué se puede hacer con ellas? Creemos que hay posibilidades de propulsar píldoras inteligentes".
Específicamente, en los intestinos.
En los últimos años, las bacterias del intestino llamaron la atención porque los investigadores descubrieron correlaciones entre ellas y algunas enfermedades crónicas como el cáncer, la diabetes y la obesidad.
Algún día, las baterías de melanina podrían ayudar a que las terapias bioeléctricas repueblen el aparato digestivo inferior con microbios más saludables. "Hay un gran blanco terapéutico en el tracto gastrointestinal que es accesible con este tipo de dispositivos", dijo Bettinger.
Siendo una persona pragmática, Bettinger no accedió a hablar de ninguna aplicación de ciencia ficción para su biobatería. Para eso son mejores los escritores, dijo.