Oamenii de știință au creat o baterie care poate fi înghițită. Ar putea fi folosită pentru alimentarea dispozitivelor medicale

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Urmărește-ne in Discover

O descoperire medicală de proporții promite să transforme radical modul în care sunt monitorizate și tratate afecțiunile severe ale tractului gastrointestinal. O echipă internațională de cercetători a proiectat o baterie biodegradabilă, extrem de subțire și cu o structură similară hârtiei, capabilă să fie integrată perfect într-o capsulă obișnuită de gelatină medicală. Destinat alimentării temporare a microdispozitivelor medicale direct din interiorul organismului, acest acumulator inovator elimină definitiv riscurile asociate bateriilor convenționale, care folosesc substanțe toxice și necesită proceduri chirurgicale sau endoscopice de recuperare. Rezultatele spectaculoase ale studiului au fost publicate în prestigioasa revistă științifică Nature Chemical Engineering, după ce prototipurile au fost testate cu succes pe organisme vii.

Anatomia unei baterii complet resorbabile

Marea provocare a ingineriei medicale a fost realizarea unor circuite capabile să producă electricitate, dar care să se dezintegreze progresiv în mediul extrem de acid al sucurilor gastrice, fără a elibera compuși toxici în organism. Structura noii baterii a fost concepută în straturi ultrafine, folosind nanofibrile de celuloză pentru a obține o textură poroasă. Terminalul negativ (anodul) este confecționat dintr-un aliaj special de magneziu, în timp ce catodul conține trioxid de molibden și carbon activ.

Pentru a preveni distrugerea instantanee a componentelor de către acidul din stomac, savanții au apelat la o soluție ingenioasă din natură: au izolat bateria într-un înveliș protector din ceară de albine și ceară de candelilla. „Stratul de ceară reprezintă un element esențial al proiectării, deoarece permite controlarea cu precizie a perioadei în care bateria rămâne funcțională înainte ca procesul de descompunere să înceapă”, a explicat Giovanni Traverso, coautor al studiului și director al Laboratory for Translational Engineering din cadrul MIT. Au fost dezvoltate două variante: o micro-baterie de 1,77 volți care încape într-o capsulă gelatinoasă standard și o versiune mai mare, capabilă să genereze 1,84 volți și o capacitate de 3,5 miliamperi-oră.

Succes în testele pe animale și perspectivele primelor studii clinice pe oameni

Eficiența acestei tehnologii a fost demonstrată prin experimente riguroase realizate pe porci. Capsulele, realizate prin tehnologia de imprimare 3D, au fost introduse în stomacul animalelor cu ajutorul unui endoscop, dovedind o autonomie stabilă de până la trei zile. Versiunea mai mică a alimentat o etichetă experimentală RFID în esofag, transmițând date fără fir către un receptor aflat la 1,5 metri distanță, permițând monitorizarea exactă a momentului în care subiectul înghițea hrana sau medicația. Varianta mai mare a alimentat o capsulă de stimulare electrică a stomacului, determinând o creștere naturală a nivelului de grelină (hormonul foamei), fără a provoca leziuni ale țesuturilor sensibile.

Deși testele pe animale au fost un succes, cercetătorii atrag atenția că tehnologia se află încă într-o fază pilot. În timp ce bateria s-a dizolvat complet, plăcuța electronică asociată stimulatorului nu a fost bioresorbabilă, fiind eliminată pe cale naturală, aspect ce necesită îmbunătățiri conform experților de la Northwestern University. Echipa de la MIT lucrează intens la standardizarea procesului de producție pentru a adapta învelișul de ceară pentru durate de funcționare personalizate, de la câteva ore la câteva săptămâni. Primele studii clinice pe subiecți umani pentru sistemul RFID sunt estimate să înceapă peste aproximativ doi ani, deschizând calea către o nouă eră a diagnosticelor non-invazive.

Sursa: Mediafax