Čínski vedci vyvinuli implantovateľnú batériu, ktorú poháňa kyslík v tele pacienta. Má potenciál pacientom uľahčiť život
Batéria by mohla v tele fungovať bez potreby výmeny, čím by ušetrila pacientov od invazívnej operácie.
Kardio a neurostimulátory si vyžadujú batérie, aby mohli správne fungovať a keď sa vybijú, vyžaduje sa invazívna procedúra na ich výmenu. Výskumníci z Číny ale vo svojej novej štúdii publikovanej v Cell Press, predstavili nový druh implantovateľnej batérie, ktorá funguje na kyslík v tele.
V práci predstavujú koncept, ktorý by medicínskym zariadeniam mohol poskytnúť potrebnú energiu a je kompatibilný s ľudským organizmom.
“Keď si to tak zoberiete, kyslík je zdrojom nášho života. Ak dokážeme vyťažiť z neustálej zásoby kyslíka, životnosť batérie nebude limitovaná konečnými materiálmi vo vnútri konvenčných batérií,” vysvetľuje Xizheng Liu, jeden z autorov štúdie.
Na výrobu bezpečnej a efektívnej batérie výskumníci vyrobili elektródy zo sodíkovej zliatiny a nanopórovitého zlata. Toto zlato má póry tisíckrát menšie ako šírka ľudského vlasu. Zlato sa navyše vyznačuje kompatibilitou s ľudským telom. Elektródy prechádzajú v ľudskom tele rekciou s kyslíkom a tým vytvárajú elektrinu. Na ochranu batérie ju výskumníci obalili pórovitým polymérovým filmom. Ten je mäkký a flexibilný.
Následne vedci batériu implantovali pod kožu potkanov a merali koľko elektriny vytvorila. Po dvoch týždňoch výskumníci zistili, že batéria produkovala stabilné napätie medzi 1,3 a 1,4 voltami s maximálnou energetickou hustotou 2,6 mikrowatt na centimeter štvorcový. To samo o sebe nestačí na poháňanie prístrojov, akými sú kardiostimulátor alebo neurostimulátor. Koncept ale demonštruje, že dokážeme vyrábať elektrinu v tele za pomoci kyslíka.
Batérie, ktoré netreba vymieňať
Vedci okrem výkonu batérie skúmali aj zápalové reakcie, zmeny metabolizmu a regeneráciu tkanív okolo batérie. Potkany s implantovanou batériou nevykazovali žiadne zjavné známky zápalu. Batéria vytvára okrem energie aj ióny sodíku a hydroxidu s drobnými úrovňami peroxidu vodíka. Všetky vedľajšie produkty telo ľahko metabolizuje a neškodia obličkám alebo pečeni. Po implantovaní batérie sa potkanom rany zahojili dobre a do štyroch týždňov im srsť kompletne zakryla ranu.
Neprehliadnite
Autorov štúdie prekvapilo, že sa regenerovali aj žily a cievy okolo batérie.
“Spočiatku nás prekvapila nestabilná produkcia elektriny hneď po implantovaní batérie. Ukázalo sa ale, že sme potrebovali dať rane čas na zahojenie a regeneráciu ciev a žíl. Po zahojení sa obnovila dodávka kyslíka a batéria začala produkovať elektrinu stabilne. Ide o zaujímavé zistenie, pretože batéria nám môže pomôcť monitorovať hojenie rany, tvrdí Liu.
Ako sme už spomenuli, batéria zatiaľ nie je pripravená ísť úplne do praxe. Výskumníci ale v ďalších krokoch preskúmajú efektívnejšie materiály a pokúsia sa vylepšiť štruktúru a dizajn batérie. Čo však môžeme považovať za dobrú správu je to, že batériu možno jednoducho škálovať. Zároveň môžu vedci nájsť lacnejšie materiály, čím ešte viac zrazia cenu batérie. Autori štúdie dodávajú, že túto batériu možno použiť aj mimo medicínskych zariadení.
Komentáre