Las calcomanías (o tatuajes transferibles) han formado parte (para muchos) de nuestra infancia. Su tecnología es muy simple; una película delgada de polímero de etilcelulosa pegada a una hoja de papel por una capa de almidón o agua soluble de dextrina. Al ponerla en contacto en agua permite que la hoja de etilcelulosa se transfiera a la piel humana, incluso a otros objetos.

Una de las propiedades clave de la película es que puede transferir imágenes o texto gracias a la impresión de inyección de tinta convencional, y esto fue lo que inspiró a un equipo del Instituto Italiano di Tecnologia (IIT) en Génova (Italia) dirigido por Giorgio Bonacchini.

El equipo ha imprimido componentes electrónicos orgánicos en papel de calcomanía y han comprobado las propiedades de los circuitos resultantes. De hecho, incluso han conseguido transferir los circuitos a objetos comestibles como fármacos y trozos de fruta.

El uso de dispositivos electrónicos que operan dentro del tracto digestivo no son nuevos. Durante años, médicos han tenido acceso a píldoras que contienen dispositivos electrónicos con como cámaras o baterías.

El principal problema de estos dispositivos es que están hechos exclusivamente de componentes basados en silicio, que son caros y poco flexibles. A raíz de ello, científicos han empezado a desarrollar polímeros conductores que se pueden imprimir con inyección de tinta en potentes dispositivos electrónicos como, por ejemplo, pantallas de plástico. Bonacchini y su equipo utilizan la misma técnica de impresión con inyección de tinta para crear circuitos electrónicos en papel de transferencia (calcomanías).

¿Son biocompatibles estos dispositivos?

Bonacchini y su equipo afirman que la película de celulosa de etilo se ha utilizado durante mucho tiempo como revestimiento comestible en fármacos. Pero estos circuitos tienen otros componentes, como por ejemplo los transistores, que contienen materiales metálicos. Se cree que la plata es bioinerte, cuyo aporte dietético es de 350 microgramos por día, para alguien que pesa alrededor de 70 kg. Un solo transistor requiere solo 4 microgramos de plata, por lo que los circuitos simples deben contener muy por debajo del límite diario.

Aunque necesitarán demostrarlo científicamente en un futuro, la plata se imprime en forma de nanopartículas para luego sintetizarla y crear una capa continua. Bonacchini y compañía suponen que eso será biocompatible, basándose en otra investigación con nanopartículas.

El equipo también usa cuatro polímeros semiconductores diferentes, que incluyen poli (3-hexiltiofeno), P3HT y poliestireno, que se sabe que son biocompatibles. Los otros dos polímeros, 29-DPP-TVT y P (NDI2OD-T2), se han desarrollado recientemente y todavía no se han probado su biocompatibilidad. Estos se utilizan en cantidades de picogramos y, aunque los resultados hasta ahora han sido positivos acerca de como los polímeros interactúan con el cuerpo humano, Bonacchini y su equipo son muy conscientes de esto y están asumiendo la tarea de evaluación y se necesita más investigación.

Estos materiales se usan para imprimir transistores orgánicos de efecto de campo e inversores lógicos sobre el papel de transferencia, para probar sus propiedades. Los resultados han mostrado algunos desafíos a los que tendrán que enfrentarse; por ejemplo el proceso de transferencia expone los circuitos al aire, luz y agua, lo que parece afectar negativamente la capa activa de P3HT.

El equipo fue capaz de mitigar medianamente este efecto al combinar los polímeros activos con semiconductores más estables. Esto reduce el efecto del proceso de transferencia, pero la estabilidad del dispositivo final es crucial para la estabilidad del material activo durante el proceso de transferencia.

Aún así, el equipo confía en que podrá superar estos problemas y cree que esta investigación es una demostración de la efectividad de una nueva generación de productos electrónicos comestibles. Según plantean los investigadores;

“este resultado allana el camino para la creación de circuitos complementarios”. Y aseguran que ” este sistema constituye una plataforma simple y versátil para la integración de circuitos orgánicos impresos en alimentos y fármacos”.

Esto significa que la tecnología se podría incluso digerir, así que es poco probable que los componentes se acumulen en el cuerpo a lo largo del tiempo.

Este tipo de circuitos permitirían monitorizar el estado de maduración de una fruta y determinar si los productos perecederos todavía son comestibles. También podrían servir para administrar fármacos a pacientes, en circunstancias específicas, y participar en labores de ensayos clínicos dentro del tracto digestivo.

Aunque suena muy prometedor, todavía queda mucho trabajo por hacer. Habrá que estudiar las baterías comestibles que podrían proporcionar la energía para este tipo de circuitos y harán falta ensayos clínicos para garantizar la biocompatibilidad.

[Vía: MIT]