Μια νέα γενιά βιοδιασπώμενων μπαταριών, κατασκευασμένων από υλικά που θυμίζουν το βρώσιμο χαρτί ρυζιού, φιλοδοξεί να αλλάξει τον τρόπο λειτουργίας των ιατρικών συσκευών που τοποθετούνται στο ανθρώπινο σώμα.
Η μικροσκοπική αυτή πηγή ενέργειας μπορεί να τροφοδοτήσει ηλεκτρονικά εμφυτεύματα και, όταν ολοκληρώσει τον ρόλο της, να διασπαστεί με ασφάλεια, επιτρέποντας στα συστατικά της να απορροφηθούν από τον οργανισμό.
Η τεχνολογία έχει μέχρι στιγμής δοκιμαστεί σε χοίρους, με τους ερευνητές να εκτιμούν ότι στο μέλλον θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε εξατομικευμένες ιατρικές συσκευές, οι οποίες θα παρακολουθούν δείκτες υγείας ή θα παρέχουν ηλεκτρικά ερεθίσματα για τη θεραπεία παθήσεων.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε τη νέα μπαταρία σε δύο διαφορετικές εφαρμογές. Η πρώτη συσκευή περιείχε μια ετικέτα αναγνώρισης μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID), η οποία μπορούσε να μεταδίδει δεδομένα από το εσωτερικό του οργανισμού. Η δεύτερη συσκευή είχε τη δυνατότητα να διεγείρει ηλεκτρικά το στομάχι, προκαλώντας την απελευθέρωση ορμονών που σχετίζονται με τη ρύθμιση της πείνας.
Η πρόκληση των ασφαλών υλικών
Η ανάπτυξη της συγκεκριμένης μπαταρίας προέκυψε από την ανάγκη αντιμετώπισης ενός σημαντικού προβλήματος στις εμφυτεύσιμες ηλεκτρονικές συσκευές: την ασφάλεια των υλικών.
Οι συμβατικές μπαταρίες μπορεί να δημιουργήσουν κινδύνους εάν υποστούν βλάβη ή παρουσιάσουν διαρροή στο εσωτερικό του σώματος. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα χημικά στοιχεία τους μπορούν να προκαλέσουν ερεθισμούς ή ακόμη και εγκαύματα, ενώ ορισμένα συστατικά τους ενδέχεται να είναι τοξικά κατά τη διέλευσή τους από το πεπτικό σύστημα.
Για τον λόγο αυτό, η ερευνητική ομάδα αναζήτησε μια διαφορετική προσέγγιση: μια μπαταρία κατασκευασμένη αποκλειστικά από μη τοξικά και βιοσυμβατά υλικά, τα οποία ο ανθρώπινος οργανισμός μπορεί να διαχειριστεί με ασφάλεια.
«Ο περιορισμός στα υλικά που μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε ήταν ιδιαίτερα αυστηρός», ανέφεραν οι ερευνητές, καθώς κάθε στοιχείο της μπαταρίας έπρεπε να συνδυάζει ηλεκτρική απόδοση και συμβατότητα με τον οργανισμό.
Μαγνήσιο, μολυβδαίνιο και βιοδιασπώμενο περίβλημα
Οι ερευνητές επέλεξαν για τα ηλεκτρόδια της μπαταρίας μαγνήσιο και τριοξείδιο του μολυβδαινίου. Πρόκειται για στοιχεία που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στον ανθρώπινο οργανισμό και μπορούν, όταν συνδυαστούν κατάλληλα, να παράγουν αρκετή τάση ώστε να λειτουργήσουν μικρές ηλεκτρονικές συσκευές.
Για τον ηλεκτρολύτη, δηλαδή το υλικό που μεταφέρει τα φορτία ανάμεσα στα ηλεκτρόδια, χρησιμοποιήθηκε ένα βιοδιασπώμενο ιοντικό υγρό, το οποίο προσφέρει υψηλότερη απόδοση σε σχέση με παλαιότερες λύσεις που βασίζονταν σε χαμηλής απόδοσης αλατούχα διαλύματα.
Εξίσου σημαντικό ήταν και το περίβλημα της μπαταρίας. Οι επιστήμονες χρειάζονταν ένα υλικό που θα συγκρατούσε τα επιμέρους στοιχεία, αλλά ταυτόχρονα θα μπορούσε να διαλυθεί χωρίς να αφήσει επικίνδυνα κατάλοιπα.
Η έμπνευση ήρθε από τα βρώσιμα περιτυλίγματα από χαρτί ρυζιού που χρησιμοποιούνται σε ορισμένα γλυκίσματα. Η επικάλυψη κυτταρίνης που χρησιμοποιήθηκε στη νέα μπαταρία λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο: διαλύεται σταδιακά, επιτρέποντας στη συσκευή να αποδομηθεί με την πάροδο του χρόνου.
Παράλληλα, η μπαταρία καλύφθηκε με κερί μέλισσας, ώστε να επιβραδυνθεί η διάσπασή της από τα γαστρικά οξέα και να διατηρηθεί η λειτουργικότητά της για όσο διάστημα απαιτείται.
Δοκιμές διάλυσης και επόμενα βήματα
Οι δοκιμές σε προσομοιωμένο γαστρικό περιβάλλον έδειξαν ότι η μπαταρία άρχισε να διαλύεται μέσα σε περίπου δύο εβδομάδες, ενώ η πλήρης αποδόμησή της ολοκληρώθηκε μετά από αρκετούς μήνες.
Η εξέλιξη αυτή θεωρείται σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη παροδικών εμφυτευμάτων, δηλαδή συσκευών που μπορούν να λειτουργούν για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα χωρίς να απαιτείται νέα χειρουργική επέμβαση για την αφαίρεσή τους.
Στόχος των ερευνητών είναι η περαιτέρω βελτίωση της τεχνολογίας, ώστε στο μέλλον μικροσκοπικές συσκευές να μπορούν να παρακολουθούν την υγεία των ασθενών, να χορηγούν θεραπείες και στη συνέχεια να απομακρύνονται φυσικά από τον οργανισμό.
Διαβάστε ακόμη
Ακτοπλοϊκά εισιτήρια: Έως 50% έκπτωση για αναπληρωτές εκπαιδευτικούς σε όλα τα μεγάλα δίκτυα
Monte dei Paschi: Το σχέδιο του Λοβάλιο για έναν νέο τραπεζικό πρωταθλητή στην Ιταλία
Χρέος 52 δισ. δολαρίων – Ο μεγάλος πονοκέφαλος της Paramount μετά το deal με τη Warner
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφθείτε το Πρώτο ΘΕΜΑ
Σχολίασε εδώ
Για να σχολιάσεις, χρησιμοποίησε ένα ψευδώνυμο.