O baterie care se dizolvă singură în tubul digestiv, după ce și-a făcut treaba, ar putea rezolva una dintre cele mai incomode probleme ale dispozitivelor medicale care se înghit: ce faci cu sursa de energie după aceea. Prototipul este descris într-un studiu publicat în revista „Nature Chemical Engineering”, relatat de Live Science. Bateria este gândită să alimenteze temporar capsule care detectează sângerări, eliberează medicamente sau stimulează electric țesuturile, apoi să se descompună treptat, fără să lase în urmă fragmente periculoase. Nu mai trebuie nici recuperată, nici izolată în carcase voluminoase.
Problema pe care o atacă cercetătorii e reală. Bateriile clasice din dispozitivele ingerabile ocupă mult spațiu într-un obiect care trebuie să fie cât mai mic. În plus, componentele lor trebuie închise etanș, pentru că pot fi toxice pentru țesuturi. Noul prototip pornește de la ideea opusă: e făcut din materiale care se descompun în mediul acid al sistemului digestiv. Anodul este un aliaj de magneziu, catodul combină trioxidul de molibden cu cărbunele activ, iar între ele se află un electrolit biodegradabil. Totul are o structură subțire și poroasă, asemănătoare hârtiei, obținută din nanofibrile de celuloză. Giovanni Traverso, coautor al studiului și director al Laboratory for Translational Engineering de la MIT, spune că acest material face bateria mai rezistentă, îi menține producția de energie și permite controlul degradării.
Soluția pentru acidul gastric vine din apicultură. Prototipurile au fost învelite în ceară de albine, iar unele au primit și un strat de ceară de candelilla, care le-a prelungit durata de funcționare. Grosimea și compoziția acestui înveliș funcționează practic ca un cronometru: stabilesc cât timp rezistă bateria până începe să se dizolve. Echipa a construit două variante. Cea mică încape într-o capsulă obișnuită de gelatină și a produs în jur de 1,77 volți, suficient pentru electronice cu consum redus. Cea mare a ajuns la aproximativ 1,84 volți, cu o capacitate maximă de 3,5 miliamperi-oră.
Testele au fost făcute pe porci. Bateriile au fost puse în capsule tipărite 3D și administrate cu ajutorul unui endoscop. Ambele variante au produs curent până la trei zile, chiar dacă tensiunea și capacitatea au scăzut pe măsură ce materialele se degradau. Bateria mică a alimentat o etichetă RFID experimentală plasată în esofag, care a transmis fără fir date către un receptor aflat la până la 1,5 metri. Astfel, cercetătorii au putut afla când a înghițit animalul un medicament. Aplicația are potențial practic: nerespectarea tratamentului e o problemă cronică în medicină, iar o confirmare automată a administrării ar fi utilă medicilor. Varianta mare a alimentat o capsulă care a stimulat electric stomacul, iar nivelul de grelină, hormonul asociat senzației de foame, a crescut. În zona stimulată nu au fost observate leziuni.
Tehnologia e însă departe de spitale. Reza Ghodssi, profesor la University of Maryland, care nu a participat la studiu, estimează că bateria ar deveni cu adevărat promițătoare abia cu o capacitate de circa zece ori mai mare. Mai e o limită, poate cea mai importantă: dispozitivul nu e încă biodegradabil în întregime. Placa electronică folosită la stimularea stomacului nu a fost făcută din materiale bioresorbabile. Ea a traversat tractul digestiv și a fost eliminată natural de animale. Bateria care dispare e un pas important, dar ca astfel de capsule să nu mai lase nimic în urmă, și restul componentelor trebuie să devină degradabile.
Sursă text și foto: Jurnalul Național — articolul original