Εμφυτεύσιμες μπαταρίες μπορούν να λειτουργούν με το οξυγόνο του οργανισμού!

Από βηματοδότες έως νευροδιεγέρτες, εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές βασίζονται σε μπαταρίες, οι οποίες όμως τελικά ξεθυμαίνουν και χρειάζονται εγχειρήσεις για την αντικατάστασή τους.

Ερευνητές στην Κίνα ανέπτυξαν εμφυτεύσιμη μπαταρία που λειτουργεί με το οξυγόνο στο σώμα.

Η μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Chem, δείχνει σε ποντικούς ότι ο σχεδιασμός της συσκευής μπορεί να αποδώσει σταθερή ισχύ και ότι είναι συμβατή με το βιολογικό σύστημα.

Ο Xizheng Liu, του Tianjin University of Technology, δήλωσε ότι το οξυγόνο είναι πηγή ζωής. Αν μπορούμε να αξιοποιήσουμε τη συνεχή παροχή οξυγόνου στο σώμα, η ζωή της μπαταρίας δεν θα περιορίζεται από τα πεπερασμένα υλικά των συμβατικών μπαταριών.

Για να είναι η μπαταρία ασφαλής και αποτελεσματική οι ερευνητές κατασκεύασαν τα ηλεκτρόδια της από κράμα με βάση το νάτριο και νανοπορώδη χρυσό.

Ο χρυσός είναι γνωστός για τη συμβατότητα με τους ζώντες οργανισμούς και το νάτριο είναι αναγκαίο στοιχείο του οργανισμού. Τα ηλεκτρόδια υφίστανται χημικές αντιδράσεις με το οξυγόνο και παράγουν ηλεκτρισμό.

Για να προστατευτεί η  μπαταρία οι ερευνητές την έκλεισαν σε πορώδες φιλμ από πολυμερές, μαλακό και εύκαμπτο.

Οι ερευνητές εμφύτευσαν τη μπαταρία κάτω από το δέρμα της πλάτης ποντικών και μέτρησαν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Δυο εβδομάδες αργότερα διαπίστωσαν ότι η μπαταρία μπορεί να παράγει σταθερά ρεύμα τάσης  μεταξύ 1,3 V και 1,4 V, με μέγιστη πυκνότητα ισχύος 2,6 µW/cm2. Aν και η απόδοση δεν είναι επαρκής για την τροφοδοσία ιατρικών συσκευών ο σχεδιασμός δείχνει ότι η αξιοποίηση του οξυγόνου του οργανισμού για ενέργεια είναι εφικτή.

Η ομάδα αξιολόγησε επίσης φλεγμονώδεις αντιδράσεις, μεταβολικές αλλαγές και αναγέννηση ιστού γύρω από την μπαταρία.

Οι ποντικοί δεν είχαν εμφανή φλεγμονή. Υποπροϊόντα από τις χημικές αντιδράσεις της μπαταρίας μεταβολίστηκαν εύκολα από τον οργανισμό και δεν επηρέασαν τους νεφρού και το ήπαρ.

Οι ποντικοί θεραπεύτηκαν καλά μετά την εμφύτευση και το τρίχωμα στην πλάτη τους αναπτύχθηκε και πάλι εντελώς μετά από 4 εβδομάδες. Έκπληξη προκάλεσε το γεγονός ότι αιμοφόρα αγγεία επίσης αναγεννήθηκαν γύρω από την μπαταρία.

Η μπαταρία μπορεί να βρει και άλλους σκοπούς πέρα από το να τροφοδοτεί ιατρικές συσκευές.

Επειδή τα κύτταρα ενός όγκου είναι ευαίσθητα σε επίπεδα οξυγόνου η εμφύτευση αυτής της μπαταρίας γύρω από αυτόν ενδεχομένως μπορεί να συμβάλλει στο να κάνει τους όγκους να πεινούν. Επίσης είναι πιθανό να μετατραπεί η ενέργεια της μπαταρίας σε θερμότητα ώστε να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα.

Πηγές:
Chem