Ehető elemek segíthetik az emberi szervezetbe beültetett orvosi eszközök működését
A hagyományos akkumulátorok nem alkalmasak a szervezetbe beültetett orvosi eszközök energiával történő ellátására, ugyanis ezek mérgező anyagokat juttathatnak az emberi testbe, ezért a kutatók emészthető anyagból készítettek magas elektrokémiai teljesítményű, lenyelhető akkumulátorokat – írja egy, a Nature Chemical Engineering folyóiratban megjelent friss tanulmány. Ugyanakkor Giovanni Traverso, a Cambridge-i Massachusetts Institute of Technology gépészmérnöke és a tanulmány társszerzője szerint mivel az akkumulátorok rendszerint kémiai energiát tároló elektródákból, elektrolitokból és az ezeket egyben tartó mesterséges burokból állnak, „nagyon korlátozott volt, hogy milyen anyagokat használhattunk”.
A kutatók olyan természetes anyagokat kerestek, amik anélkül tartják egyben az akkumulátor részeit, hogy lecsökkentenék az elektromos eszköz teljesítményét. „Részben azok a cukorkák ihlettek minket, amelyeknek ehető rizspapír csomagolásuk van”: a szervezet a bevonathoz használt cellulózt is képes volt idővel lebontani – idézi a Nature Traversot. A kutatók az akkumulátorok belső tartalmát képező mérgező fémeket lebomló magnézium–molibdén-trioxiddal helyettesítették, amely anyagokra a szervezetnek kis mennyiségben szüksége is van, és összekombinálva kellően magas feszültséget biztosítanak az elektronika működtetéséhez – írták a kutatók. Traverso és kutatócsapata a hagyományos akkumulátorokhoz használt elektrolitok helyettesítéséhez egy biológiailag lebomló ionos folyadékot választott.
A kutatók először mesterséges gyomornedvben tesztelték az eszközöket, ahol azok két héten belül elkezdtek szétesni, majd egy hónapon belül teljesen feloldódtak. Miután a kísérlet első fázisa sikeresnek bizonyult, a kutatók zselatin kapszulába csomagolva sertéseknek adták be az apró eszközöket. Az akkumulátort a kutatók egy, a test belső folyamatairól adatokat küldő rádiófrekvenciás azonosító (RFID) címkén, illetve egy, a gyomor stimulálására alkalmas eszközön tesztelték. Az állatok gyomrában endoszkóppal elhelyezett elektromos stimulációs eszköz az éhségérzetért felelős hormon, a ghrelin szintjének emelkedését szabályozta, amit Traverso szerint a bél-agy kapcsolat befolyásolásának egyik potenciális módszereként tesztelnek. John Rogers, az illinois-i Northwestern Egyetem anyagtudósa szerint a kutatás eredményei azért is fontosak, mert gyomor-bél traktus különösen megterhelő környezet az orvosi elektronikai eszközök számára.
Kapcsolódó cikk:
Mától élesben vetik be a bőrbetegségeket felismerő mesterséges intelligenciát a Semmelweis Egyetemen
Felállítja a diagnózist, receptet ír, és ha kell, személyes konzultációra egyeztet időpontot a Semmelweis Egyetemen mától munkába állított bőrdiagnosztikai szoftver.