O baterie biodegradabilă, subțire și asemănătoare hârtiei a fost dezvoltată pentru a alimenta, temporar, anumite dispozitive medicale introduse în organism. Una dintre variante este suficient de mică pentru a încăpea într-o capsulă obișnuită de gelatină.
Bateria a fost testată pe porci și a funcționat timp de până la trei zile, înainte ca materialele biodegradabile să înceapă să se degradeze, potrivit Live Science.
Tehnologia ar putea fi folosită în viitor pentru alimentarea unor dispozitive medicale ingerabile, fără ca bateria să trebuiască recuperată ulterior din organism, relatează Mediafax. Rezultatele studiului au fost publicate pe 21 septembrie în revista Nature Chemical Engineering.
Dispozitivele medicale ingerabile pot fi utilizate pentru detectarea hemoragiilor, administrarea medicamentelor sau stimularea unor țesuturi și organe.
Cum funcționează bateria biodegradabilă
Bateriile convenționale sunt dificil de utilizat în astfel de dispositive, din cauza dimensiunilor și a necesității de a izola componentele interne de țesuturile organismului.
Noua baterie este realizată din materiale care se degradează progresiv în mediul acid din tractul gastrointestinal. Structura sa include un anod din aliaj de magneziu, un catod pe bază de trioxid de molibden și carbon activ și un electrolit biodegradabil.
Cercetătorii au folosit nanofibre de celuloză, pentru a obține o structură subțire și poroasă, asemănătoare hârtiei.
Pentru a controla viteza de degradare, bateria este acoperită cu ceară de albine. Unele prototipuri au primit și un strat de ceară de candelilla, care oferă o protecție mai îndelungată.
Bateria poate alimenta dispozitive medicale, timp de câteva zile
Cercetătorii au creat două variante ale bateriei. Modelul mai mic putea fi introdus într-o capsulă standard de gelatină și producea aproximativ 1,77 volți.
Varianta mai mare a ajuns la aproximativ 1,84 volți și o capacitate de până la 3,5 miliamperi-oră. Cercetătorii subliniază însă că performanțele trebuie îmbunătățite înainte ca tehnologia să poată fi utilizată pe scară largă.
În testele pe porci, ambele variante au funcționat timp de până la trei zile, în timp ce tensiunea și capacitatea au scăzut treptat pe măsură ce bateriile s-au degradat.
Bateria mai mică a fost folosită pentru alimentarea unui sistem RFID amplasat în esofag. Acesta putea transmite informații către un receptor aflat la până la 1,5 metri și îi ajuta pe cercetători să detecteze momentul în care animalul înghițea un medicament.
Varianta mai mare a alimentat o capsulă experimentală capabilă să stimuleze electric stomacul. Cercetătorii au observat o creștere a nivelului de grelină, hormon asociat senzației de foame, fără leziuni ale țesuturilor în zona stimulată.
Nu toate componentele dispozitivului sunt biodegradabile
Deși bateria și componentele sale biodegradabile s-au descompus, placa electronică utilizată în experimentul de stimulare gastrică nu era bioresorbabilă. Aceasta a fost eliminată natural de animale.
Cercetătorii consideră că realizarea tuturor componentelor din materiale bioresorbabile ar putea reduce riscul ca anumite părți ale dispozitivului să rămână în tractul gastrointestinal.
Când ar putea fi testată pe oameni
Tehnologia este încă în fază experimentală. Printre principalele provocări se numără controlul precis al duratei de funcționare și al momentului în care bateria începe să se degradeze.
Echipa lucrează la standardizarea procesului de fabricație și la adaptarea stratului protector, astfel încât bateriile să poată funcționa de la câteva ore până la câteva zile.
Potrivit cercetătorilor, un prim studiu clinic pentru sistemul RFID ar putea începe peste aproximativ doi ani. Până atunci, rezultatele actuale nu demonstrează siguranța sau eficiența tehnologiei pentru utilizarea la oameni, testele fiind realizate pe animale.
Îți mulțumim pentru că ai ales să te informezi din Sibiu 100%. Dacă vrei să afli și mai multe povești, interviuri și vești bune în fiecare zi, susține-ne cu o recenzie – dă click AICI
