Martes, 3 de noviembre de 2009

Componentes electrónicos implantables de silicio-seda

Los circuitos biodegradables podrían permitir la creación de mejores interfaces neuronales y tatuajes de LEDs.

Por Katherine Bourzac
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)

Silicio sobre seda: Esta película transparente de seda, de alrededor de un centímetro cuadrado, tiene seis transistores de silicio en su superficie. Estos dispositivos flexibles se pueden implantar en ratones como el de la imagen sin provocarles ningún tipo de daño, y la seda se acaba degradando con el paso del tiempo. El líquido naranja sobre el pelo es un desinfectante utilizado durante la cirujía. Fuente: Rogers/Omenetto

Mediante la construcción de componentes electrónicos de silicio delgados y flexibles sobre sustratos de seda, un grupo de investigadores han conseguir fabricar componentes electrónicos que prácticamente se disuelven por completo dentro del cuerpo. Hasta ahora el grupo de investigación ha hecho demostraciones de una serie de transistores fabricados sobre delgadas películas de seda. Aunque los componentes electrónicos normalmente tienen que ser encapsulados para protegeros del cuerpo, estos componentes no necesitan protección, y el uso de seda hace que se ajusten al tejido biológico. La seda de disuelve con el tiempo y los delgados circuitos de silicio que deja atrás no causan irritación puesto que sólo tienen unos cuantos nanómetros de grosor.

“Los dispositivos médicos actuales están muy limitados por el hecho de que los componentes electrónicos activos tienen que estar ‘enlatados,’ o aislados del cuerpo, y están hechos con silicio rígido,” afirma Brian Litt, profesor asociado de neurología y bioingeniería en la Universidad de Pensilvania. Litt, que está trabajando con el grupo de silicio-seda para desarrollar aplicaciones médicas para los nuevos dispositivos, afirma que podrían interactuar con los tejidos de formas novedosas. El grupo está desarrollando LEDs de silicio-seda que podrían actuar como tatuajes fotónicos para mostrar las lecturas del azúcar en la sangre, así como una serie de electrodos adaptables que podrían trabajar en contacto con el sistema nervioso.

El año pasado, John Rogers, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en el Instituto Beckman de la Universidad de Illinois en Champaign-Urbana, desarrolló unos circuitos de silicio flexibles y estirables cuyo rendimiento alcanza a de los circuitos rígidos. Para hacer que estos dispositivos sean biocompatibles, el laboratorio de Rob colaboró con Fiorenzo Omenetto y David Kaplan, profesores de bioingeniería en la Universidad Tufts en Medford, Massachusetts, que el año pasado informaron haber construido dispositivos ópticos con nanopatrones a partir de proteínas de capullos de gusanos de seda.

Para fabricar los dispositivos, se colocan en un sello transistores de silicio de alrededor de un milímetro de largo y 250 nanómetros de grosor, y después de transfieren a la superficie de una fina película de seda. La seda mantiene a cada dispositivo en su lugar, incluso después de que se implanten en el animal y se humedezcan con suero fisiológico, haciendo que se ajusten a la superficie del tejido. En un estudio publicado en la revista Applied Physics Letters, los investigadores informaron que estos dispositivos se pueden implantar en animales sin efectos adversos. Y el rendimiento de los transistores en la seda dentro del cuerpo no se ve afectado negativamente.