Желудочная кислота стала источником энергии для медицинской электроники

На страницах нашего сайта мы достаточно часто уделяем внимание всевозможным медицинским электронным устройствам и имплантатам, которые занимаются снабжением организма лекарственными препаратами, мониторингом состояния здоровья человека и оказанием помощи функционированию отдельных органов. Но все эти устройства нуждаются в источнике энергии, обычные батареи нуждаются в периодической замене, а аккумуляторы - в периодической подзарядке, более того, они содержат небезопасные для организма элементы и вещества. Не так давно, исследователи из Массачусетского технологического института разработали еще один, более дешевый и безопасный способ снабжения электроники энергией, а в качестве источника выступает химическая энергия кислоты, входящей в состав желудочного сока.

На данное решение исследователей натолкнула идея того, что в любом химическом источнике энергии и так содержится какая-нибудь из кислот, так почему же не использовать кислоту, вырабатываемую организмом естественным путем? В экспериментальных целях было создано миниатюрное устройство, у которого имелись выставленные наружу медный и цинковый электроды, которые составляют гальваническую пару. Внутри оболочки устройства находился температурный датчик и передатчик, работающий на частоте 900 МГц. Электрохимические реакции, в которых принимает участие кислота, медь и цинк, стали источником энергии, которой достаточно для проведения измерений температуры и передачи данных к приемнику, находящемуся на удалении 2 метров, один раз в 12 секунд.

Опытное устройство было скормлено свинье, выступавшей в качестве подопытного животного, Ученые выяснили, что устройство может находиться внутри пищеварительного и кишечного тракта животного в течение шести дней, однако, когда оно попадает из желудка в кишечник, количество вырабатываемой гальванической парой энергии падает до 1 процента от пикового уровня за счет понижения уровня кислотности. Тем не менее, этой энергии еще достаточно для работы устройства, хотя длительность цикла измерения и передачи данных увеличивается во много раз.

Опытное устройство имеет длину 40 мм и диаметр 12 мм. Помимо сбора данных о внутренней температуре это устройство моделировало процесс доставки лекарственных препаратов, которые находились снаружи внутри капсулы, изготовленной из тонкой золотой фольги. Исследователи считают, что при должном подходе размеры следующего устройства могут быть сокращены в три раза, а внутрь его можно будет поместить несколько дополнительных датчиков и устройств, контролирующих ряд основных показателей процесса жизнедеятельности, что может быть использовано для диагностики и контроля успешности лечения определенных заболеваний.

"В конечном счете на свет может появиться своего рода "универсальная электронная таблетка", которая сможет контролировать и помогать организму в течение нескольких недель" - рассказывает Филип Надо (Philip Nadeau), ведущий исследователь, - "Вам совершенно не нужно будет думать ни о чем, таблетка будет находиться внутри вас и передавать собираемые ею данные на ваш смартфон, который будет передавать их дальше вашему лечащему врачу. И самым главным станет то, что эта таблетка будет сохранять свою работоспособность столько, сколько она будет находиться внутри вас".

© DailyTechInfo