Células de diseño humano con energía luminosa implantables para la generación de energía eléctrica

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología sintética
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• Las fuentes de energía convencionales para dispositivos bioelectrónicos se enfrentan a limitaciones.
• Necesidad de soluciones energéticas autosostenibles y biocompatibles para implantes y dispositivos portátiles.

Objetivo del estudio:

• Para desarrollar un implantable, dispositivo biohíbrido en miniatura alimentado por células de diseño activadas por la luz.
• Para demostrar la viabilidad de un sistema fotovoltaico basado en celdas.

Principales métodos:

• Células diseñadas genéticamente que expresan canales iónicos activados por luz y bombas de protones.
• Cámaras de policarbonato diseñadas a medida con electrodos y una membrana selectiva de protones.
• Iluminación con luz solar simulada para inducir la formación de gradientes iónicos y la corriente eléctrica.

Principales resultados:

• Un solo dispositivo de recolección solar (SCD) generó ≈0.4 V bajo luz solar simulada (3 mW cm-2).
• Múltiples SCD conectados en serie y el aumento del volumen de la célula escalaron la salida para alimentar un LED.
• Demostrado gradiente de protones sostenido y generación de potencial eléctrico.

Conclusiones:

• Factibilidad de un nuevo sistema fotovoltaico utilizando células de mamíferos modificadas optogenéticamente.
• Potencial para alimentar implantes bioelectrónicos y dispositivos portátiles.
• Destaca una nueva vía en la recolección de energía biohíbrida.