Un equipo del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) y la Universidad Autónoma de Barcelona ha desarrollado un innovador microdispositivo capaz de transformar el movimiento del propio tejido en impulsos eléctricos que estimulan células de forma localizada.
El dispositivo, de un tamaño comparable al de una célula, no requiere cables, baterías ni cirugía profunda para colocarse, y ya ha demostrado su eficacia en cultivos celulares, donde logró inducir respuestas eléctricas precisas. Los resultados de este avance, que podría revolucionar la medicina regenerativa y neurológica, han sido publicados en la revista Advanced Science.
Medicina de precisión inalámbrica
El microdispositivo pertenece a la nueva generación de electroceuticals, tecnologías que utilizan impulsos eléctricos en lugar de fármacos para modular funciones biológicas. A diferencia de marcapasos u otros aparatos convencionales, que actúan sobre áreas amplias del cuerpo, este sistema permite una estimulación mucho más focalizada y personalizada, reduciendo riesgos y efectos secundarios.
Está compuesto por diminutas partículas de silicio recubiertas de óxido de zinc, un material piezoeléctrico que genera pequeños campos eléctricos al doblarse, estirarse o comprimirse. Gracias a esta propiedad, el dispositivo se activa con el propio movimiento celular, sin necesidad de energía externa.
“La versatilidad del proceso de fabricación permite ajustar el tamaño de las partículas y las nanoláminas, adaptándose a las necesidades de cada tipo celular”, explicó Laura Lefaix, investigadora del IMB-CNM y primera autora del estudio.
Potencial en terapias futuras
En las pruebas realizadas, el microdispositivo logró generar campos eléctricos capaces de activar funciones celulares, como el aumento de calcio intracelular. Además, el diseño se optimizó para permanecer fuera de la célula y actuar sobre la membrana celular, clave en procesos como la proliferación, la contracción muscular o la transmisión nerviosa.
Los investigadores también observaron que las células tumorales tienden a absorber más fácilmente los dispositivos pequeños, mientras que las células sanas los mantienen en el exterior, lo que podría abrir nuevas líneas de investigación en tratamientos diferenciados.
“Estos microdispositivos abren el camino a terapias inalámbricas de altísima precisión a nivel celular. Frente a las nanopartículas, permiten un control más seguro de la estimulación y, al basarse en silicio, ofrecen un enorme potencial para aplicaciones biomédicas avanzadas”, destacó Gonzalo Murillo, coordinador del proyecto.
Hacia la medicina del futuro
El diseño, basado en materiales biocompatibles y tecnologías MEMS, podría evolucionar hacia plataformas que integren sensores, actuadores o sistemas de control, ampliando su versatilidad para responder a estímulos externos o registrar información del entorno celular.
La fabricación se ha llevado a cabo íntegramente en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM, lo que garantiza su escalabilidad y adaptación a diferentes tipos de terapias.
Con este avance, la investigación española se coloca a la vanguardia de las terapias eléctricas de alta precisión, abriendo una vía prometedora para tratar enfermedades degenerativas, neurológicas o musculares, así como en procesos de regeneración y cicatrización.
Ver investigación aquí.
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