Pensándolo bien...

La espectroscopía de impedancia, es una técnica que mide la impedancia o resistencia al flujo de la corriente alterna, en función de la frecuencia. Los entornos electroquímicos, de materiales o la propia Biología, son campos en los que es útil. Se basa en que los distintos componentes de un sistema se comportarán de distinta forma, en función de la frecuencia de la corriente alterna aplicada. El comportamiento de la impedancia de un condensador a alta y baja frecuencia es el inverso de aquélla. La resistencia y la capacitancia de una disolución cambian conforme progresa una reacción redox. Las células y los tejidos tienen propiedades eléctricas accesibles a distintas frecuencias. Un complejo entramado de modelos y análisis especializado, permiten obtener conclusiones sobre el comportamiento de un sistema.

La miniaturización ha llegado, también, a los sistemas complejos. Investigadores del Fraunhofer IZM, en colaboración con otros centros de investigación han construido un dispositivo, IoT, del tamaño de una pastilla, como un caramelo, resistente al agua y capaz de medir propiedades de los líquidos, lo que puede ser una ayuda importante para identificar averías en máquinas o formar parte de terapias o análisis para diagnósticos en el cuerpo humano.

Nos trae a la memoria aquella película titulada "Viaje alucinante" (Fantastic Voyage, en inglés), de 1966, que en un alarde de ciencia ficción, un equipo de científicos es miniaturizado, junto con un submarino, para poder ser inyectados en el cuerpo de un científico moribundo con el fin de salvar su vida. Tuvo una repercusión importante, dado su concepto innovador y los efectos especiales que se utilizaron para representar el interior del cuerpo humano. Tuvo un gran impacto cultural y ha inspirado a muchos otros medios de comunicación, incluyendo otras películas, programas de televisión, y literatura, que exploran ideas similares. Por ejemplo, en 1987, se produjo una película llamada "Innerspace" (conocida como "Aventura en Miniatura" en español) que tiene una trama similar. En este caso, un piloto de pruebas de un vehículo experimenta, es miniaturizado y accidentalmente inyectado en un hombre que andaba de compras en un supermercado. La trama se centra en el intento de recuperar al piloto y revertir la miniaturización antes de que sea demasiado tarde.

Cuanto más grandes son las máquinas, mayor es la dificultad para localizar una avería. Algo parecido ocurre con el cuerpo humano. Las técnicas macro son las usuales. En el caso humano, la colonoscopia o la gastroscopia son las operativas en cuanto hay que examinar la cavidad abdominal. La alternativa de la espectroscopia de impedancia, consiste en que se lanzan ondas de radio en un medio, desde un electrodo a otro y se obtiene un espectro de frecuencias en el que buscar cambios en las propiedades de un material o un líquido. Es una forma de detectar un cuadro clínico o la presencia de un proceso de corrosión, si se trata de materiales, por ejemplo. La aportación, ahora significativa, es la miniaturización. Sensores compactos, modulares, capaces de medir impedancias y transmitirlas inalámbricamente e impermeables, lo hacen ideal para ser biomédicamente compatibles. La forma de lograrlo ha sido empleando un polímero biocompatible y diseñar un dispositivo de solo 11 x 16 milímetros cuadrados, que incluyen dos electrodos y otros componentes, sensores de temperatura, presión e incluso sonido, así como parámetros sobre su propia configuración y características como la rotación, aceleración etc., o incluso sensores de luz integrados en el dispositivo. Todo un despliegue de elementos para ser capaz de identificar problemas en los lugares más recónditos.

Transmite los datos en tiempo real, de forma que se puede contrastar la información que conlleva, con la que debiera encontrar, a efectos de localizar la avería o deficiencia. Unos programas adecuados, incluidas App en móviles, permiten manejar bases de espectros de frecuencia de los fluidos más usuales, como agua o aceite para facilitar el análisis de los espectros.

La clave ha sido la miniaturización, integrando más de setenta componentes pasivos o activos instalados en una placa de circuito impreso flexible y biocompatible. Se empleó un polímero de cristal líquido, desarrollado en cuatro capas y en un espesor de unas 175 micras, próximas al tamaño de un cabello humano. Porta una bobina de inducción para la carga de forma inalámbrica y se emplea una resina epoxi que aísla para evitar calentamientos al disiparlos al exterior. Los electrodos para la espectroscopía de impedancia se alojan en una placa cerámica de cuatro capas y unos 0,5 milímetros de espesor.

Las enormes posibilidades en la práctica médica justifican el esfuerzo realizado y auguran un avance de la tecnología médica digno de agradecer. Los sistemas inteligentes verán incrementadas sus posibilidades con la miniaturización de estos sistemas que incrementan la funcionalidad y potencian las posibilidades de aplicación. Las barreras de las dificultades se van superando día a día, y la Ciencia y la tecnología evidencian que nunca son insalvables.