Μια μπαταρία κατασκευασμένη από ένα υλικό που μοιάζει με βρώσιμο χαρτί ρυζιού μπορεί να τροφοδοτήσει ηλεκτρονικές ιατρικές συσκευές στον ανθρώπινο οργανισμό.
Και αφού η μπαταρία χωνευτεί με ασφάλεια, τα συστατικά στα οποία διασπάται μπορούν να απορροφηθούν από τον οργανισμό. Η μικροσκοπική αυτή πηγή ενέργειας έχει μέχρι στιγμής δοκιμαστεί σε χοίρους, όμως οι ερευνητές ελπίζουν ότι κάποια μέρα θα μπορούσε να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε εξατομικευμένες εμφυτεύσιμες συσκευές που παρακολουθούν την ανθρώπινη υγεία ή συσκευές που χορηγούν ηλεκτρικά ερεθίσματα για τη θεραπεία ασθενειών.
Οι ερευνητές που κατασκεύασαν την μπαταρία τη δοκίμασαν σε δύο συσκευές: η μία περιείχε μια ετικέτα αναγνώρισης μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID), η οποία μπορεί να μεταδίδει δεδομένα από το εσωτερικό του σώματος, ενώ η άλλη διεγείρει ηλεκτρικά το στομάχι προκαλώντας την απελευθέρωση ορμονών που ρυθμίζουν την πείνα. Τα ευρήματά τους περιγράφονται στην επιθεώρηση «Nature Chemical Engineering».
Ανασχεδιασμός των συστατικών
Οι συμβατικές μπαταρίες μπορεί να είναι επικίνδυνες λέει ο Τζιοβάνι Τραβέρσο μηχανολόγος μηχανικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) συν-συγγραφέας της μελέτης. Αν μια ιατρική συσκευή που έχει εμφυτευθεί (συνήθως μέσω κατάποσης) ανοίξει και η μπαταρία στο εσωτερικό της παρουσιάσει διαρροή μπορεί να προκαλέσει χημικά εγκαύματα. Η μπαταρία μπορεί επίσης να απελευθερώσει τοξικά υλικά καθώς περνά από το πεπτικό σύστημα.
Έτσι ο Τραβέρσο θέλησε να κατασκευάσει μια μπαταρία εξ ολοκλήρου από μη τοξικά υλικά τα οποία θα μπορούσαν να απορροφηθούν από τον οργανισμό, μειώνοντας την πιθανότητα ατυχημάτων.
«Είχαμε πολύ αυστηρούς περιορισμούς ως προς τα υλικά που μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε», λέει ο Τραβέρσο. Οι μπαταρίες συνήθως περιέχουν ηλεκτρόδια για την αποθήκευση χημικής ενέργειας, ηλεκτρολύτες που μεταφέρουν φορτία μεταξύ των ηλεκτροδίων και ένα περίβλημα που συγκρατεί όλα τα εξαρτήματα στη θέση τους. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου και οι αλκαλικές μπαταρίες συχνά περιέχουν τοξικά μέταλλα, οργανικούς ηλεκτρολύτες που θα μπορούσαν να συσσωρευτούν στον οργανισμό και πλαστικά περιβλήματα που μπορούν να διασπαστούν σε αιχμηρά κομμάτια.
Η ερευνητική ομάδα επέλεξε μαγνήσιο και τριοξείδιο του μολυβδαινίου για τα ηλεκτρόδιά της. Το μαγνήσιο και το μολυβδαίνιο είναι μεταλλικά μικροθρεπτικά στοιχεία που χρειάζεται ο οργανισμός σε μικρές ποσότητες και, όταν συνδυάζονται σε μια μπαταρία, παρέχουν τάση αρκετά υψηλή ώστε να τροφοδοτούν ηλεκτρονικές συσκευές. Ως ηλεκτρολύτη, οι ερευνητές επέλεξαν ένα βιοδιασπώμενο ιοντικό υγρό, αντί για το ρυθμισμένο αλατούχο διάλυμα χαμηλής απόδοσης που είχε χρησιμοποιηθεί σε ορισμένους προηγούμενους σχεδιασμούς βιοσυμβατών μπαταριών.
Το περίβλημα ήταν επίσης καθοριστικής σημασίας. Οι ερευνητές χρειάζονταν ένα υλικό που θα στήριζε τα υπόλοιπα μέρη της μπαταρίας, χωρίς να μειώνει τη συνολική απόδοσή της λόγω ηλεκτρικής μόνωσης. Έπρεπε επίσης να διαθέτει μεγάλη επιφάνεια και να αποτελείται από υλικό που ο οργανισμός μπορεί να απορροφήσει με ασφάλεια όταν η συσκευή δεν είναι πλέον απαραίτητη.
«Εμπνευστήκαμε εν μέρει από τις καραμέλες που έχουν ένα βρώσιμο περιτύλιγμα από χαρτί ρυζιού» λέει ο Τραβέρσο. Η επικάλυψη με βάση την κυτταρίνη που χρησιμοποίησαν για την μπαταρία διαλύεται με την πάροδο του χρόνου, όπως αυτά τα βρώσιμα περιτυλίγματα. Στη συνέχεια, ολόκληρη η μπαταρία βυθίζεται σε κερί μέλισσας, ώστε να επιβραδυνθεί η επίδραση των γαστρικών οξέων.
Η ομάδα δοκίμασε τις μπαταρίες σε προσομοιωμένο γαστρικό υγρό και διαπίστωσε ότι άρχισαν να διαλύονται μέσα σε δύο εβδομάδες και διαλύθηκαν πλήρως μετά από αρκετούς μήνες.
Naftemporiki.gr
The post Δημιουργήθηκε φαγώσιμη μπαταρία που παρέχει ενέργεια σε ιατρικές συσκευές που εμφυτεύονται σε ασθενείς appeared first on SciNews.eu.
