Βιοδιασπώμενη μπαταρία αλλάζει τα δεδομένα στις ιατρικές νανο-συσκευές

Αμερικανοί ερευνητές δημιούργησαν μια πλήρως βιοδιασπώμενη μπαταρία, η οποία διαλύεται σταδιακά μέσα στο σώμα, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για την κατασκευή ιατρικών νανο-συσκευών που θα εμφυτεύονται στον οργανισμό για να χορηγούν φάρμακα ή για να καταγράφουν ζωτικές λειτουργίες.

Σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό έντυπο Advanced Materials, επιστήμονες, με επικεφαλής τον Δρ Τζον Ρότζερς του Πανεπιστημίου του Ιλινόις, χρησιμοποίησαν μαγνήσιο για την άνοδο της μπαταρίας και σίδηρο, μολυβδένιο ή βολφράμιο για την κάθοδο. Τα μέταλλα αυτά διαλύονται αργά στο σώμα και τα ιόντα τους είναι βιοσυμβατά σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

Ο ηλεκτρολύτης ανάμεσα στα δύο ηλεκτρόδια είναι ένα αλατούχο διάλυμα, ενώ όλο το σύστημα περιβάλλεται από ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές (πολυανυδρίτη). Η ένταση του παραγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος εξαρτάται από το μέταλλο που χρησιμοποιείται για την κάθοδο της μπαταρίας. Για παράδειγμα, μια μπαταρία ενός τετραγωνικού εκατοστού, που διαθέτει μια άνοδο μαγνησίου πάχους 50 μικρομέτρων και μία κάθοδο μολυβδένιου πάχους οκτώ μικρομέτρων, παράγει ένα σταθερό ρεύμα 2,4 μιλιαμπέρ για πάνω από μια ημέρα.

Όταν η μπαταρία διαλύεται, απελευθερώνει στο σώμα λιγότερα από 9 mg μαγνήσιου, περίπου τη διπλάσια ποσότητα ενός stent για στεφανιαία αρτηρία από το ίδιο υλικό, μία ποσότητα που θεωρείται απίθανο να προκαλέσει πρόβλημα υγείας.

Το 2012, η ίδια ερευνητική ομάδα είχε δημιουργήσει μια σειρά από βιοδιασπώμενα τσιπάκι πυριτίου, τα οποία μπορούν να παρακολουθούν τη θερμοκρασία του σώματος και άλλες παραμέτρους, που στη συνέχεια στέλνουν ασύρματα σε εξωτερικές συσκευές.

Η κατασκευή της βιοδιασπώμενης μπαταρίας αποτελεί το απαραίτητο συμπλήρωμα γι’ αυτά τα μικροτσιπ.

Όπως εξηγεί ο Δρ Ρότζερς, «σχεδόν όλα τα βασικά συστατικά για την παραγωγή ενεργειακά αυτόνομων και βιοδιασπώμενων εμφυτευμάτων είναι πλέον διαθέσιμα».

Οι ερευνητές σκοπεύουν να βελτιώσουν κι άλλο την ενεργειακή απόδοση της μπαταρίας, έτσι ώστε μια νανο-μπαταρία εμβαδού μόλις 0,25 τετραγωνικών εκατοστών και πάχους μόλις ενός μικρομέτρου να μπορεί να τροφοδοτεί με ρεύμα ένα ασύρματο εμφυτευμένο αισθητήρα επί 24 ώρες τουλάχιστον.

Εκτός από την ιατρική, τέτοιες μπαταρίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβαλλοντικές εφαρμογές, π.χ. για την τροφοδότηση μικρο-αισθητήρων, που θα ρίχνονται μέσα σε μια πετρελαιοκηλίδα ή σε άλλη εστία ρύπανσης, προκειμένου να κάνουν τις σχετικές μετρήσεις ρύπων και μετά θα αυτοδιαλύονται.

Επιμέλεια: Μαίρη Μπιμπή

health.in.gr,ΑΠΕ-ΜΠΕ