En la era de la Biomedicina y de la impresión 3D, una de las principales preocupaciones de los investigadores es encontrar materiales biocompatibles que se puedan implantar en el organismo con un riesgo de rechazo inexistente o mínimo.

Esta necesidad se ha visto acrecentada con el diseño de dispositivos inteligentes implantables que ayudan a monitorizar el estado de salud de enfermos crónicos o a liberar medicamentos de forma dirigida, una tendencia en auge que contribuye a mejorar los tratamientos y la calidad de vida de los pacientes.

A todo ello hay que sumar el envejecimiento de la población mundial, que ha disparado la necesidad de sistemas biomédicos inteligentes, eficientes y asequibles para evitar el colapso del sistema sanitario y para poder controlar de forma remota la salud de los pacientes.

Sin embargo, el potencial de estos dispositivos está limitado, en muchas ocasiones, por la falta de materiales seguros y biocompatibles, porque muchos de ellos suelen contener compuestos perjudiciales para el organismo.

Materiales biocompatibles con el organismo

El proyecto BioWings¹, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo desarrollar materiales inteligentes, seguros y biocompatibles para que los fabricantes de dispositivos puedan utilizarlos en la próxima generación de sistemas microelectromecánicos, es decir, aquellos que integran partes electrónicas y móviles. La capacidad única que tiene este tipo de dispositivos para detectar y manipular sistemas biológicos a microescala los ha convertido en elementos indispensables en la investigación biomédica y en la práctica clínica.

Los investigadores del proyecto, pertenecientes a la Universidad Técnica de Dinamarca han colaborado con socios de Suecia, Suiza, Italia e Israel para obtener una mejor comprensión de las propiedades y del comportamiento de los materiales de óxido a base de cerio con el objetivo de adaptarlos a los sistemas microelectromecánicos.

Este proyecto, que arrancó en marzo de 2020 y del que se ha hecho eco la revista Science², ha permitido desarrollar unos materiales con propiedades similares a los piezoeléctricos, que constituyen el actual “estándar de oro” para los sistemas microelectromecánicos, pero sin los componentes dañinos que los inhabilitan para su uso como dispositivos de salud, como el plomo.

Hacia la toxicidad cero

Los investigadores han recurrido a materiales de óxido a base de cerio, que no solo pueden funcionar en dispositivos de bajo consumo sino que también carecen de toxicidad y son respetuosos con el medio ambiente; es decir, todas las ventajas para su uso potencial en dispositivos médicos implantables. Según afirman sus promotores, la integración del óxido de cerio en un sistema electromecánico podría abrir la puerta a una nueva era de innovación médica. De hecho, el alcance y la repercusión de este proyecto le han valido la consideración de caso de éxito³ por parte de la Comisión Europea.

El proyecto BioWings se ha centrado en comprender las propiedades y el comportamiento de los materiales de óxido a base de cerio para adaptarlas a una gama amplia de dispositivos microelectromecánicos.

Fruto de esta investigación ha sido el desarrollo de dos patentes, PRISMA⁴ y AcouSome⁵ para traducir sus tecnologías en productos innovadores, cuyos resultados se han presentado en varias conferencias internacionales y en diversas publicaciones.

Los resultados de este proyecto han abierto la puerta a la posibilidad de usar el nuevo material para mejorar dispositivos como implantes cocleares, retinas artificiales, interfaces neuronales y sistemas de administración de fármacos.