Μια πρωτοποριακή εξέλιξη στον τομέα της βιοϊατρικής τεχνολογίας υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο παρακολουθούμε και θεραπεύουμε παθήσεις του πεπτικού συστήματος. Ερευνητές, με επικεφαλής τον Giovanni Traverso από το Εργαστήριο Μεταφραστικής Μηχανικής του MIT, ανέπτυξαν μια καταπόσιμη, βιοδιασπώμενη μπαταρία βασισμένη στο χαρτί. Η μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Chemical Engineering, αποδεικνύει ότι η νέα αυτή συσκευή μπορεί να τροφοδοτήσει εσωτερικές ιατρικές συσκευές για έως και τρεις ημέρες πριν διασπαστεί πλήρως και απορροφηθεί με ασφάλεια από τον οργανισμό.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Τόνος: Παράσιτα στο 96% των αλιευμάτων που προορίζονται για κονσερβοποίηση – Πόσο ασφαλές είναι το τελικό προϊόν;
Η αρχιτεκτονική της κατάποσης και τα υλικά
Οι παραδοσιακές μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε καταπόσιμα ιατροτεχνολογικά προϊόντα είναι συχνά ογκώδεις και απαιτούν απόλυτη στεγανοποίηση ώστε να μην διαρρεύσουν τοξικές χημικές ουσίες στον ιστό. Αντίθετα, η νέα μπαταρία είναι κατασκευασμένη από στρώματα υλικών τα οποία αποσυντίθενται φυσικά στον γαστρεντερικό σωλήνα χωρίς να αφήνουν επικίνδυνα υπολείμματα.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | «Πιστοποιημένο» αλεύρι χωρίς γλουτένη ήταν τίγκα στη γλουτένη – Άμεση ανάκληση παρτίδων
Για την άνοδο (αρνητικός πόλος) χρησιμοποιήθηκε κράμα μαγνησίου, ενώ η κάθοδος (θετικός πόλος) αποτελείται από τριοξείδιο του μολυβδαινίου και ενεργό άνθρακα. Ανάμεσά τους βρίσκεται ένας βιοδιασπώμενος ηλεκτρολύτης που επιτρέπει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Το κρίσιμο επίτευγμα της ομάδας έγκειται στη χρήση νανινοϊδών κυτταρίνης ως συνδετικού υλικού, δημιουργώντας μια λεπτή, πορώδη δομή που μοιάζει με χαρτί. Αυτή η χάρτινη δομή προσφέρει μηχανική αντοχή και ελεγχόμενη διάβρωση, ενώ παράλληλα διατηρεί την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Για να αποτραπεί η πρόωρη διάλυση της συσκευής από τα ισχυρά οξέα του στομάχου, οι ερευνητές την κάλυψαν με στρώματα φυσικού κεριού μελισσών, καθώς και με κερί καντελίλας (candelilla wax) για μεγαλύτερη διάρκεια προστασίας. Το περίβλημα αυτό δεν λειτουργεί απλώς ως συσκευασία, αλλά ως καθοριστικός μηχανισμός που ρυθμίζει τον ακριβή χρόνο λειτουργίας της μπαταρίας.
Επιδόσεις και εργαστηριακές δοκιμές σε χοίρους
Οι επιστήμονες κατασκεύασαν δύο διαφορετικά μεγέθη της μπαταρίας. Η μικρότερη εκδοχή, σχεδιασμένη ώστε να χωράει σε μια συνηθισμένη κάψουλα ζελατίνης, παρήγαγε τάση περίπου 1,77 Volt και είχε χωρητικότητα 2 milliampere-hours ανά τετραγωνικό εκατοστό ($2\text{ mAh/cm}^2$), ικανή να τροφοδοτήσει ηλεκτρονικά χαμηλής κατανάλωσης. Η μεγαλύτερη εκδοχή παρήγαγε τάση 1,84 Volt με χωρητικότητα $3,5\text{ mAh/cm}^2$.
Στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε χοίρους, οι μπαταρίες τοποθετήθηκαν στο στομάχι μέσω ενδοσκοπίου και λειτούργησαν σταθερά για έως και τρεις ημέρες. Καθώς η μπαταρία διασπόταν σταδιακά, η τάση της μειώθηκε ελαφρώς: στη μεγαλύτερη μπαταρία η τάση υποχώρησε από τα 1,8 Volt στα 1,6 Volt την πρώτη ημέρα και στα 1,45 Volt την τρίτη ημέρα, ενώ στη μικρότερη έπεσε από τα 1,7 Volt στα 1,35 Volt στο ίδιο διάστημα.
Πρακτικές εφαρμογές στη σύγχρονη ιατρική
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, η μπαταρία τροφοδότησε με επιτυχία δύο διαφορετικές πειραματικές ιατρικές συσκευές: Στην πρώτη εφαρμογή, η μικρή μπαταρία τροφοδότησε μια ετικέτα αναγνώρισης ραδιοσυχνότητας (RFID) τοποθετημένη στον οισοφάγο. Η ετικέτα επικοινωνούσε ασύρματα με έναν δέκτη σε απόσταση έως και 1,5 μέτρου (5 πόδια), επιτρέποντας στους ερευνητές να παρακολουθούν με ακρίβεια πότε τα ζώα κατέπιναν τη φαρμακευτική αγωγή τους.
Στη δεύτερη εφαρμογή, η μεγαλύτερη μπαταρία τροφοδότησε μια καταπόσιμη κάψουλα που εφάρμοσε ηλεκτρική διέγερση στο στομάχι. Η διέγερση αυτή αύξησε τα επίπεδα της γκρελίνης — της ορμόνης που διεγείρει την όρεξη — στο αίμα, χωρίς να προκαλέσει καμία ορατή βλάβη στους ιστούς. Η τεχνική αυτή υπόσχεται να βοηθήσει ασθενείς που πάσχουν από σοβαρή γαστροπάρεση, μια πάθηση που επιβραδύνει τη φυσιολογική κένωση του στομάχου.
Προκλήσεις και μελλοντικά βήματα
Ανεξάρτητοι ειδικοί στον τομέα των βιοηλεκτρονικών, όπως ο καθηγητής Reza Ghodssi από το Πανεπιστήμιο του Maryland και ο πρωτοπόρος υλικών John Rogers από το Πανεπιστήμιο Northwestern, χαρακτήρισαν το επίτευγμα εξαιρετικά σημαντικό. Ωστόσο, επεσήμαναν ότι για ευρύτερη κλινική χρήση η χωρητικότητα των μπαταριών θα πρέπει να αυξηθεί κατά μία τάξη μεγέθους, ενώ ιδανικά όλα τα συνοδευτικά ηλεκτρονικά κυκλώματα θα πρέπει να γίνουν εξίσου βιοδιασπώμενα.
Η ερευνητική ομάδα του MIT επικεντρώνεται πλέον στη τυποποίηση της παραγωγής και στη βελτιστοποίηση της πάχους του κεριού, ώστε η διάρκεια ζωής της μπαταρίας να μπορεί να προγραμματίζεται με ακρίβεια από λίγες ώρες έως αρκετές ημέρες. Οι πρώτες κλινικές δοκιμές του συστήματος RFID σε ανθρώπους υπολογίζεται να ξεκινήσουν σε περίπου δύο χρόνια
Επιστημονική τεκμηρίωση:
Say, M. G., Erus, A., Morgan, L., Cai, Y., Moon, I., Park, Y.-G., DeBruyn, B., Kang, Z., Parvataneni, K., Akouissi, O., Girand, O., You, S. S., Pettinari, A., Guevara, A., Laidlaw, B., Schmidt, K., Fabian, N., Hayward, A., & Traverso, G. (2026). Bioresorbable batteries for transient ingestible bioelectronics. Nature Chemical Engineering. https://doi.org/10.1038/s44286-026-00443-7
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
- Τι πρέπει να προσέχουμε στις ετικέτες τροφίμων αν έχουμε υψηλή χοληστερίνη
- Τι θα γίνει με τη Nestlé στη Ρωσία; Φόβοι για οριστική απώλεια περιουσιακών στοιχείων
- Volkswagen και Audi ανακαλούν πάνω από 208.000 οχήματα λόγω προβλήματος που μπορεί να προκαλέσει απώλεια ελέγχου του τιμονιού
- Ανάκληση παιχνιδιού Peppa, το γουρουνάκι, λόγω παρουσίας καρκινογόνου ουσίας – Τι πρέπει να προσέξουν οι γονείς
- Συναγερμός για «μαϊμού» λέιζερ αποτρίχωσης σε κέντρα αισθητικής και κλινικές – Ψεύτικες άδειες και κίνδυνος για την υγεία
- Γιατί τα μαχαιροπίρουνα βγαίνουν λερωμένα από το πλυντήριο πιάτων;
