Pastillas inteligentes elaboradas con pasta de dientes y miel
La tecnología que puede tragarse o implantarse en el cuerpo ofrece a los médicos datos instantáneos sobre el pH, la temperatura corporal y otros parámetros fisiológicos, al tiempo que permite tratamientos específicos que reducen la necesidad de cirugía y otros procedimientos invasivos. Sin embargo, los materiales peligrosos presentes en estos dispositivos suponen una amenaza para el medio ambiente cuando se desechan, así como para los propios pacientes. «La administración de la mayoría de los dispositivos ingeribles actuales debe supervisarse por motivos de seguridad, lo que da lugar a oportunidades perdidas para los programas de cribado sanitario masivo», afirma Mario Caironi, coordinador del proyecto ELFO(se abrirá en una nueva ventana), que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana). Caironi y su equipo del Laboratorio de Electrónica Impresa y Molecular(se abrirá en una nueva ventana) del Instituto Italiano de Tecnología están desarrollando electrónica comestible hecha de alimentos, ingredientes y aditivos alimentarios, y materiales no tóxicos. «Una vez cumplida su función, estos dispositivos electrónicos pueden ser digeridos de forma natural o incluso metabolizados, sin generar residuos electrónicos», explica Caironi.
Desarrollo de los prototipos comestibles
El equipo del proyecto ELFO desarrolló los componentes necesarios para crear dos productos conceptuales: una pastilla inteligente para controlar la salud gastrointestinal y un sensor de radiofrecuencia para supervisar la seguridad y la calidad de los productos alimenticios. El primer paso del equipo fue crear una biblioteca de materiales candidatos que ofrecieran propiedades electrónicas útiles y se procesaran fácilmente en el organismo, siguiendo las directrices de organismos reguladores como la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria(se abrirá en una nueva ventana) y el Organismo para el Control de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos(se abrirá en una nueva ventana). Se optimizaron los materiales que podían actuar como conductores, aislantes y semiconductores, y se sometieron a pruebas en fluidos gástricos e intestinales simulados para garantizar que conservaran estas propiedades en el interior del cuerpo. «Fue muy emocionante ver cómo algunos materiales exóticos funcionaban inesperadamente bien. La miel resulta ser excelente para controlar transistores, y el pigmento de la pasta de dientes ofrece un semiconductor estable y de excelente calidad», señala Caironi.
Fabricación de pastillas inteligentes comestibles y sensores alimentarios
El siguiente paso consistió en demostrar cómo estos materiales podían integrarse en componentes electrónicos, como circuitos, sensores y fuentes de alimentación, utilizando técnicas basadas en líquidos a baja temperatura, como la impresión por inyección de tinta. El equipo fabricó finas películas semiconductoras a base de betacaroteno (el pigmento anaranjado que se encuentra en las zanahorias) y dieléctricos conductores de iones elaborados con miel y quitosano derivado de mariscos. Los sensores se fabricaron con agua, sal, metales no tóxicos (como láminas de oro) y jugo de col lombarda. En el proyecto también se ha creado la primera batería recargable comestible del mundo, a base de riboflavina, quercetina (un pigmento amarillo presente en las cebollas), alga nori, carbón activado, oro comestible y agua salada. Nominada entre los mejores inventos de 2023(se abrirá en una nueva ventana) por la revista «TIME», la batería comestible permitirá que las pastillas inteligentes se recarguen por sí mismas a través de un módulo de captación de energía. «Hemos perfeccionado la batería comestible hasta un nivel en el que puede alimentar a la mayoría de los dispositivos ingeribles —añade Caironi—. Mientras que el sensor alimentario puede registrar cuándo se descongela y se vuelve a congelar un alimento, lo que indica que ya no es seguro para el consumo».
Hacia una prueba de concepto para futuras aplicaciones
En ELFO se contribuye a una serie de objetivos políticos clave de la Unión Europea, desde la medicina personalizada que respalda estrategias de prevención y tratamiento a medida(se abrirá en una nueva ventana) hasta la innovación en materiales avanzados que puede ofrecer una serie de oportunidades futuras, como los sensores del internet de las cosas para la supervisión del cumplimiento terapéutico. El equipo tiene patentes en tramitación para la pasta de oleogel conductora del proyecto, así como para un método de transmisión de datos que utiliza la conductividad natural del cuerpo, lo que sentará las bases del proyecto de seguimiento EAT, financiado por el Consejo Europeo de Investigación. «El equipo del proyecto EAT tiene como objetivo crear la primera pastilla totalmente comestible para medir el tiempo de vaciado gástrico, algo pertinente para los nutricionistas a la hora de estudiar la saciedad. Nuestro objetivo es convertir esta pastilla comestible en una plataforma en la que se puedan integrar más sensores para otros usos en el futuro», concluye Caironi.
