Harvester ultrasónico a base de elementos piezoeléctricos laminados fabricados (Sw-Push). Crédito: Harvester ultrasónico a base de elementos piezoeléctricos laminados fabricados (Sw-Push). Biosensores y Bioelectrónica (2025). Doi: 10.1016/j.bios.2025.117789
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Jinho Chang del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática en DGIST ha desarrollado una “tecnología de carga inalámbrica basada en ultrasonido” capaz de cargar de manera rápida y eficiente las baterías de dispositivos médicos implantables. Esta tecnología ha alcanzado la eficiencia energética de clase mundial, cargando completamente una batería comercial en dos horas, incluso dentro del cuerpo humano.
La investigación es publicado en la revista Biosensores y Bioelectrónica.
Recientemente, debido al envejecimiento de la población, las enfermedades y los accidentes, se ha observado un rápido aumento en la demanda de dispositivos médicos implantables (por ejemplo, marcapasos y estimuladores neuronales). Sin embargo, las baterías en estos dispositivos deben ser reemplazadas periódicamente, lo que requiere que los pacientes se sometan a cirugías repetidas, lo que presenta inconvenientes y riesgos. Para abordar este problema, desarrollar tecnología que pueda transmitir energía de forma inalámbrica desde fuera del cuerpo es esencial para cargar las baterías sin la necesidad de cirugías adicionales.
Aunque las tecnologías de carga inalámbrica que utilizan ultrasonido han existido previamente, los cosechadores (receptores de energía) que pueden implantarse en el cuerpo humano han enfrentado limitaciones en tamaño y estructura. Además, la intensidad de ultrasonido que se puede usar de manera segura en el cuerpo humano está restringida, lo que resulta en una potencia de salida insuficiente.
Para superar estas limitaciones, el equipo de investigación del profesor Chang en DGIST desarrolló un nuevo tipo de “cosechador de energía piezoeléctrica estructurada con sándwiches”. Se apilan dos capas piezoeléctricas de tal manera que la capa delantera recolecta la energía de ultrasonido entrante para generar electricidad, mientras que la capa trasera captura la ultrasonido residual para producir energía adicional. Al combinar el resultado de ambas capas, la cosechadora logra más de un 20% de eficiencia en comparación con la de los diseños convencionales.
Usando esta tecnología, el equipo de investigación demostró que una batería comercial de 140 mAh podría cargarse por completo en solo una hora y 40 minutos a una distancia bajo el agua de 30 mm. En otro experimento con tejido de cerdo de 30 mm de espesor, una batería de 60 mAh se cargó completamente en una hora y 20 minutos. Estos resultados representan un rendimiento líder mundial, logrando al menos el doble de la potencia de salida de las tecnologías previamente informadas.
El profesor Chang declaró: “Esta investigación presenta una tecnología innovadora que cosecha efectivamente la energía de ultrasonido, que no se ha utilizado completamente en el pasado, para la carga inalámbrica de dispositivos médicos implantables. Nuestro objetivo es comercializar un sistema capaz de cargar completamente dentro de una hora al combinar este ultrasonido basado en ultrasonidos de la tecnología de carga inalámbrica.
Más información: Sungwoo Kang et al, cosechador de ultrasonido piezoeléctrico estructurado con sándwiches para la carga de potencia inalámbrica de electrónica biomédica implantable, biosensores y bioelectrónica (2025). Dos: 10.1016/j.bios.2025.117789
Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk
Cita: Tecnología de carga inalámbrica basada en ultrasonido para dispositivos médicos implantables (2025, 4 de agosto) Consultado el 4 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-ultrasound-wireless-technology-implantable.html
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