Cultura si divertisment

Testata pana acum pe porci, bateria a functionat timp de pana la trei zile, dupa care componentele sale biodegradabile au inceput sa se descompuna, potrivit Live Science. Tehnologia ar putea permite, in viitor, alimentarea unor dispozitive medicale ingerabile folosite temporar in tractul gastrointestinal, fara ca bateria conventionala sa trebuiasca ulterior recuperata din organism. Rezultatele cercetarii au fost publicate luni, 21 septembrie, in revista stiintifica Nature Chemical Engineering. Dispozitivele medicale ingerabile pot avea mai multe utilizari, de la detectarea hemoragiilor si administrarea medicamentelor pana la stimularea anumitor tesuturi sau organe. Cum functioneaza bateria care poate fi inghitita Una dintre problemele bateriilor conventionale utilizate pentru asemenea dispozitive este dimensiunea lor. In plus, componentele trebuie izolate pentru a impiedica materialele din interior sa ajunga in contact cu tesuturile si sa provoace leziuni. Noua baterie a fost conceputa din materiale care se degradeaza progresiv in mediul acid al tractului gastrointestinal si care, potrivit cercetatorilor, pot fi absorbite fara a lasa fragmente periculoase sau produsi secundari toxici. Structura este realizata in mai multe straturi. Anodul, adica terminalul negativ, este format dintr-un aliaj de magneziu, in timp ce catodul contine trioxid de molibden si carbon activ. Intre cele doua se afla un electrolit biodegradabil care permite producerea curentului electric. Cercetatorii au folosit nanofibrile de celuloza pentru a crea o structura subtire si poroasa, asemanatoare hartiei. Giovanni Traverso, coautor al studiului si director al Laboratory for Translational Engineering de la MIT, a explicat ca aceasta structura contribuie atat la rezistenta bateriei si controlul degradarii, cat si la mentinerea capacitatii de a produce energie. Ceara controleaza cat timp functioneaza bateria Pentru ca bateria sa nu fie distrusa prea repede de acidul gastric, cercetatorii au acoperit-o cu ceara de albine. Unele prototipuri au primit suplimentar un strat de ceara de candelilla, pentru o protectie mai indelungata. Traverso spune ca stratul de ceara reprezinta un element esential al proiectarii, deoarece permite controlarea perioadei in care bateria ramane functionala. Echipa a construit doua variante. Cea mai mica putea fi introdusa intr-o capsula standard de gelatina si a produs aproximativ 1,77 volti, cu o capacitate suficienta pentru dispozitive electronice cu un consum redus de energie. Varianta mai mare a ajuns la aproximativ 1,84 volti si o capacitate maxima de 3,5 miliamperi-ora. Cercetatorii avertizeaza insa ca performantele trebuie imbunatatite. Reza Ghodssi, profesor la University of Maryland care nu a participat la studiu, considera ca o capacitate de aproximativ zece ori mai mare ar face tehnologia mult mai promitatoare. A functionat timp de trei zile in organismul porcilor Pentru experimentele pe animale, prototipurile au fost introduse in capsule realizate prin imprimare 3D si administrate porcilor cu ajutorul unui endoscop. Ambele variante au continuat sa functioneze timp de pana la trei zile, desi tensiunea si capacitatea lor au scazut progresiv pe masura ce bateriile s-au degradat. Cercetatorii au utilizat bateria mai mica pentru alimentarea unei etichete experimentale RFID amplasate in esofag. Sistemul putea comunica fara fir cu un receptor aflat la o distanta de pana la 1,5 metri si le permitea oamenilor de stiinta sa detecteze momentul in care animalul inghitea un medicament. Bateria mai mare a fost utilizata pentru alimentarea unei capsule care stimula electric stomacul. Experimentul a dus la cresterea nivelului de grelina, hormon implicat in stimularea senzatiei de foame, fara ca cercetatorii sa observe leziuni ale tesuturilor in zona stimulata. Dispozitivul folosit in experiment este insa unul experimental. Nu toate componentele dispozitivului s-au dizolvat Un aspect important este ca, desi bateria si componentele sale biodegradabile s-au descompus, placa electronica folosita in experimentul de stimulare gastrica nu era bioresorbabila. Aceasta a fost eliminata natural de animale. John Rogers, cercetator in domeniul bioelectronicii la Northwestern University, care nu a participat la studiu, arata ca realizarea tuturor componentelor din materiale bioresorbabile ar putea elimina riscul ca o parte a dispozitivului sa ramana blocata in tractul gastrointestinal. Testele pe oameni ar putea incepe peste aproximativ doi ani Tehnologia se afla inca intr-o faza experimentala. Una dintre principalele provocari este obtinerea unui control mai precis asupra perioadei in care bateria functioneaza si asupra momentului in care incepe sa se degradeze. Cercetatorii au constatat si diferente de performanta intre baterii, asociate unor factori precum contactul dintre straturi, distributia electrolitului si grosimea stratului de ceara. Echipa incearca acum sa standardizeze procesul de fabricatie si sa adapteze invelisul astfel incat bateriile sa poata fi proiectate pentru perioade de functionare cuprinse intre cateva ore si cateva zile. Urmatorii pasi includ teste mai indelungate, in conditii care sa reproduca mai fidel tractul gastrointestinal uman. Potrivit lui Traverso, cercetatorii lucreaza catre un prim studiu clinic al sistemului RFID, care ar putea incepe peste aproximativ doi ani. Pana atunci, rezultatele nu demonstreaza ca bateria este sigura sau eficienta pentru utilizarea la oameni. Experimentele raportate in studiul actual au fost efectuate pe animale.