La línia de recerca en que està treballant Antoni Ivorra, cap del Grup de Recerca en Electrònica Biomèdica (BERG), en el Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF, és un nou mètode per a implementar implants electrònics molt prims i flexibles  dins el cos humà. Aquests dispositius estan adreçats a estimular elèctricament els nervis perifèrics i principalment per recuperar la funció motora en persones amb paràlisi.

Un treball publicat per Laura Becerra-Fajardo i Antoni Ivorra, membres del BERG, a PLoS One aquest mes de juliol, demostra in vivo que amb la metodologia que proposen els autors serà possible desenvolupar implants prou "intel·ligents" com per respondre a instruccions externes segons les necessitats d'estimulació.

Implants digitals capaços de ser activats selectivament  

L'adreçament d'implants és una característica quasi imprescindible per a aplicacions destinades a recuperar funcions motores en pacients amb paràlisi, atès que en aquests casos és necessari activar selectivament una sèrie de nervis seguint un patró.

En el treball que Becerra-Fajardo i Ivorra han publicat a PLoS One es presenta un prototip de l'electrònica adreçable (encara no implantable; 5 cm x 5 cm) que, suficientment miniaturitzat,  podrà encabir-se dins els futurs implants intel·ligents i podrà ser dirigit externament amb estimulació selectiva.

Implants més prims i flexibles

"Nosaltres fem servir el cos humà com a conductor elèctric per a transmetre l'energia des d'elèctrodes externs als implants", han explicat Becerra-Fajardo i Ivorra. Els implants transformen aquests corrents innocus d'alta freqüència en corrents de baixa freqüència capaços de produir estimulació . "El nostre mètode és viable i segur perquè els corrents que transmetem a través del cos humà són d'alta freqüència i en forma de ràfegues curtes", han afegit.

D'aquesta manera, els implants  poden ser molt més prims i flexibles que els actualment existents perquè no fan servir cap dels dos mètodes habituals (energia electroquímica i acoblament inductiu) per a proporcionar energia a l'electrònica. Aquests altres dos mètodes de proporcionar energia requereixen components que són voluminosos i rígids (bateries i bobines). En contrast, el mètode en estudi només requereix d'un petit nucli d'electrònica passiva i de dos elèctrodes perifèrics.

Un procés d'implantació molt poc invasiu

El fet que els implants puguin ser molt prims fa que, a la pràctica,  puguin ser molt poc voluminosos i flexibles i que es puguin implantar mitjançant un procediment molt semblant a una injecció. Es pot parlar de " injectable neurostimulators". En definitiva, fa que tant els implants com el procés d'implantació siguin molt poc invasius. Això és quelcom que els autors ja havien demostrat prèviament amb electrònica que no era adreçable.

En aquests moments, Becerra-Fajardo està treballant en una nova versió d'aquests enginys "intel·ligents" que  permetrà fer implants amb un diàmetre de  tant sols uns 2 mm i una longitud d'uns 4 cm.

Treball de referència:

Laura Becerra-Fajardo, Antoni Ivorra (2015), " In Vivo Demonstration of Addressable Microstimulators Powered by Rectification of Epidermically Applied Currents for Miniaturized Neuroprostheses", PloS One, 6 de juliol, DOI: 10.1371/journal.pone.0131666.

Treballs anteriors relacionats:

Antoni Ivorra,  Laura Becerra-Fajardo (2014), " Flexible Thread-like Electrical Stimulation Implants Based on Rectification of Epidermically Applied Currents Which Perform Charge Balance" (2014), Replace, Repair, Restore, Relieve - Bridging Clinical and Engineering Solutions in Neurorehabilitation Biosystems & Biorobotics ,  Volume 7, pp 447-455.