Los productos electrónicos comestibles tatuados en su comida podrían ayudar a rastrear su salud

Los tatuajes transferibles, o transferencias de calcomanías, son una parte familiar del diseño infantil e industrial. La tecnología es sencilla. Las transferencias consisten en una película delgada de polímero de etilcelulosa adherida a una hoja de papel por una capa de sacrificio de almidón soluble en agua o dextrina.

Al colocar la transferencia en agua, se disuelve la capa de sacrificio, lo que permite que la lámina de etilcelulosa se transfiera a la piel humana oa muchos otros objetos. Una propiedad clave de la película de polímero de etilcelulosa es que puede llevar una imagen o un texto creado con la impresión de inyección de tinta convencional.

Eso despertó la imaginación de un equipo encabezado por Giorgio Bonacchini en el Instituto Italiano di Tecnologia (IIT) en Génova, Italia. Estos muchachos imprimieron componentes electrónicos orgánicos en papel de transferencia y luego probaron las propiedades de los circuitos resultantes. Incluso han transferido los circuitos a objetos comestibles como pastillas farmacéuticas y piezas de fruta.

Los dispositivos electrónicos que operan dentro del tracto digestivo no son nuevos. Durante muchos años, los profesionales médicos han tenido acceso a pastillas que contienen dispositivos electrónicos como cámaras y baterías.

Pero estos dispositivos están fabricados exclusivamente con componentes basados ​​en silicio que son caros e inflexibles. Por el contrario, los científicos de materiales han logrado avances recientes en el desarrollo de polímeros conductores que pueden imprimirse con inyección de tinta en dispositivos electrónicos potentes, como pantallas de plástico.

Bonacchini y compañía utilizan la misma técnica de impresión por inyección de tinta para crear circuitos electrónicos en papel de transferencia.

Por supuesto, una cuestión importante es la biocompatibilidad de los dispositivos resultantes. Bonacchini y sus colegas señalan que la película de etilcelulosa se ha utilizado durante mucho tiempo como recubrimiento comestible en cosas como píldoras farmacéuticas.

Pero los circuitos tienen otros componentes; por ejemplo, los transistores contienen materiales metálicos. Se cree que la plata a granel es bioinerte y tiene una cantidad diaria recomendada de 350 microgramos por día para alguien que pesa alrededor de 155 libras. Un solo transistor requiere solo cuatro microgramos de plata, por lo que los circuitos simples deben contener muy por debajo del límite diario.

Sin embargo, la plata se imprime en forma de nanopartículas y luego se sinteriza para crear una capa continua. Bonacchini y compañía asumen que esto será biocompatible, en base a otras investigaciones con nanopartículas de plata, pero presumiblemente eso necesitará confirmación en algún momento en el futuro.

El equipo también utiliza cuatro polímeros semiconductores diferentes, incluido el poli(3-hexiltiofeno), o P3HT, y el poliestireno, que se sabe que son biocompatibles. Los otros dos polímeros, 29-DPP-TVT y P(NDI2OD-T2), se han desarrollado recientemente y aún no se ha probado su biocompatibilidad.

Aunque estos se usan en cantidades de picogramos, aún plantean preguntas obvias con respecto a la biocompatibilidad. Bonacchini y sus colegas lo saben muy bien y se están dando a la tarea de evaluar cómo interactúan los polímeros con el cuerpo humano. Los resultados han sido positivos hasta ahora, pero se necesita más investigación.

El equipo utiliza estos materiales para imprimir una variedad de transistores de efecto de campo orgánicos e inversores lógicos en papel de transferencia; luego prueba sus propiedades.

Los resultados arrojan algunos desafíos. Por ejemplo, el proceso de transferencia expone los circuitos al aire, la luz y el agua, lo que parece dopar la capa activa de P3HT de formas no deseadas.

Pero el equipo pudo mitigar este efecto hasta cierto punto mezclando los polímeros activos con semiconductores más estables. Esto reduce el efecto del proceso de transferencia, pero la estabilidad del dispositivo final es crucialmente sensible a la estabilidad del material activo durante el proceso de transferencia.

Sin embargo, el equipo confía en que estos problemas se pueden superar y que el trabajo es una demostración de prueba de principio para una nueva generación de productos electrónicos comestibles. Este resultado allana el camino para la realización de circuitos complementarios robustos, dicen los investigadores. Este sistema constituye una plataforma sencilla y versátil para la integración de circuitos orgánicos totalmente impresos en alimentos y fármacos.

La tecnología puede incluso ser digerible, lo que significa que es menos probable que los componentes se acumulen en el cuerpo con el tiempo.

En definitiva, este es un trabajo apasionante. Estos circuitos podrían monitorear la madurez de la fruta o la comestibilidad de otros productos perecederos durante toda su vida útil. También podrían administrar medicamentos en circunstancias específicas o realizar ensayos de diversa índole dentro del tracto digestivo.

Por supuesto, queda mucho trabajo por hacer, particularmente en baterías comestibles que podrían proporcionar energía para este tipo de circuitos. También se necesitan ensayos clínicos para garantizar la biocompatibilidad.

Pero el futuro de la electrónica comestible parece, bueno, sabroso.

Ref: arxiv.org/abs/1802.00371 : Transferencia de papel de tatuaje como una plataforma versátil para productos electrónicos comestibles orgánicos totalmente impresos

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