Naukowcy ze Szwajcarii zdołali opracować wszczepialne ogniwo paliwowe, które będzie czerpało energię z przepływającej we krwi glukozy. Skąd taki pomysł?
Dostarczanie insuliny podstawą leczenia cukrzycy typu pierwszego
W organizmie osób zmagających się z cukrzycą typu pierwszego insulina nie jest wytwarzana, dlatego też hormon ten musi być dostarczany z zewnątrz, dzięki czemu poziom cukru we krwi osoby chorej może być regulowany. Na ten moment za regulację odpowiedzialne są pompy insulinowe, umieszczane na ciele, które do działania potrzebują niezawodnego źródła energii.
Aktualnie do urządzeń regulujących glukozę stosowane są baterie lub akumulatory, jednak naukowcy z ETH Zurich wpadli na ciekawszy pomysł. Badacze zdołali opracować zupełnie nowe ogniwo paliwowe, które może być wszczepiane pod skórę, a za jego nośnik energii uznano nadmiar glukozy we krwi osoby chorej.
W ten właśnie sposób, nadwyżka dostarczanej energii ze spożywanych węglowodanów mogłaby zasilić ogniwa beta, opracowane przed kilkoma laty, które produkują insulinę za pomocą jednego przycisku.
Jak zbudowane jest to ogniwo paliwowe?
Podstawowym budulcem opracowanego ogniwa paliwowego jest nanocząsteczkowa anoda, wykonana na bazie miedzi. Urządzenie to jest w stanie przeprowadzić rozkład glukozy do kwasu glukonowego oraz protonu, który z kolei umożliwia wytworzenie energii elektrycznej, koniecznej do przepływu prądu w obwodzie.
Tak opracowane ogniwo zostało umieszczone we włókninie, a następnie pokryte alginianem, będącym materiałem dopuszczonym do użytku medycznego, wykonanym z alg. Substancja ta pozwala na przepływ płynów ustrojowych, skąd pobierana jest glukoza.
Urządzenie następnie zostało połączone z kapsułą wypełnioną komórkami beta, pozwalającymi na stymulowanie produkcji insuliny poprzez dostarczanie energii elektrycznej lub też LED-owego, niebieskiego światła. W momencie nadprodukcji glukozy dochodzi do automatycznego produkowania energii oraz insuliny i jednoczesnego spadku glukozy. Gdy jednak zostanie osiągnięty jej prawidłowy poziom, wytwarzanie prądu i hormonu zatrzymuje się.
Sprzęt może wyprodukować tyle energii, aby zasilać także moduł umożliwiający komunikowanie się z urządzeniem mobilnym, co ułatwia samodzielny monitoring i kontrolę lekarską. Niestety, urządzenie jest jedynie prototypem, który może nie ujrzeć światła dziennego chorych, pomimo pozytywnych testów przeprowadzonych na myszach, przez wzgląd na wysokie koszty.
