O echipă de cercetători a dezvoltat o baterie biodegradabilă capabilă să alimenteze dispozitive medicale ingerabile, care se descompun natural după utilizare. Tehnologia este concepută pentru a fi introdusă în tractul gastrointestinal, eliminând necesitatea unei proceduri chirurgicale sau endoscopice pentru recuperarea bateriei convenționale. Rezultatele acestui studiu au fost publicate luni, 21 septembrie, în revista științifică Nature Chemical Engineering, prezentând o soluție pentru monitorizarea sau tratarea unor afecțiuni interne.
Structura bateriei este compusă din mai multe straturi și utilizează materiale care se degradează progresiv în mediul acid al organismului. Anodul este format dintr-un aliaj de magneziu, în timp ce catodul conține trioxid de molibden și carbon activ, fiind separat de un electrolit biodegradabil. Pentru a asigura o structură subțire și poroasă, asemănătoare hârtiei, cercetătorii au utilizat nanofibrile de celuloză. Giovanni Traverso, coautor al studiului și director al Laboratory for Translational Engineering de la MIT, susține că această structură ajută la controlul degradării și menținerea capacității de energie.
Pentru a preveni distrugerea prematură de către acidul gastric, dispozitivul a fost protejat cu straturi de ceară de albine sau ceară de candelilla. Echipa a testat două variante: una mai mică, care produce aproximativ 1,77 volți, și una mai mare, cu o tensiune de 1,84 volți și o capacitate de 3,5 miliamperi-oră. În experimentele efectuate pe porci, ambele variante au funcționat timp de până la trei zile. Totuși, Reza Ghodssi, profesor la University of Maryland, menționează că o capacitate de zece ori mai mare ar face tehnologia mult mai promițătoare.
În cadrul testelor, varianta mai mică a alimentat o etichetă RFID din esofag, capabilă să comunice cu un receptor aflat la 1,5 metri distanță. Varianta mai mare a fost folosită pentru a stimula electric stomacul, proces care a dus la creșterea nivelului de grelină, hormonul foamei, fără a cauza leziuni țesuturilor. Deși bateria s-a descompus, placa electronică utilizată în experimentul de stimulare gastrică nu a fost bioresorbabilă, însă a fost eliminată natural de animale. John Rogers de la Northwestern University subliniază importanța utilizării unor materiale complet bioresorbabile.
Tehnologia se află în etapa experimentală, fiind necesară îmbunătățirea controlului asupra momentului în care începe degradarea. Cercetătorii lucrează la standardizarea procesului de fabricație pentru a permite perioade de funcționare variate, de la câteva ore la câteva zile. Giovanni Traverso a indicat faptul că următorul pas major va fi un prim studiu clinic pentru sistemul RFID, care ar putea avea loc peste aproximativ doi ani. Momentan, rezultatele nu confirmă siguranța sau eficiența utilizării acestui dispozitiv la nivelul organismului uman.
Deși tehnologia de bioelectronică avansează rapid, implementarea dispozitivelor ingerabile rămâne o provocare majoră în medicina modernă. În prezent, majoritatea dispozitivelor de monitorizare necesită intervenții pentru extragere sau utilizează componente care pot cauza iritații. Dezvoltarea unor soluții care să combine funcționalitatea electronică cu biodegradabilitatea completă reprezintă un obiectiv central pentru cercetătorii din domeniul bioelectronicii, vizând reducerea riscurilor de blocaj în tractul gastrointestinal.