Udviklet et implantat, der omdanner overskydende glukose i blodet til elektricitet

Bioingeniører fra ETH Zürich har udviklet en prototype brændstof

element, der er implanteret under huden ogomdanner blodsukkeret til elektrisk energi. Energien bruges til at producere insulin ved hjælp af en kapsel, der indeholder kunstige betaceller. Installationen hjælper med at klare type 1-diabetes.

Brændselscellen består af en nanopartikelanodekobber baseret. Det nedbryder glucose til gluconsyre og en proton for at producere elektricitet, som driver et elektrisk kredsløb. Enheden er pakket ind i non-woven materiale og belagt med alginat, et biokompatibelt algeekstraktprodukt. 

Den færdige brændselscelle ligner en tepose, men den kan implanteres under menneskelig hud. Alginatet absorberer kropsvæske og tillader glukose at passere fra vævet til brændselscellen indeni.

Forskere har forbundet denne kildeelektricitet med en tidligere udviklet kapsel indeholdende kunstige betaceller. De efterligner arbejdet i den endokrine del af bugspytkirtlen, som producerer insulin. Kunstige celler kan stimuleres til at producere og udskille hormonet ved hjælp af en elektrisk strøm eller blåt LED-lys.

Diagram, der illustrerer betjeningen af ​​enheden, hvornårtest på mus. Implantatet aktiverer insulinproduktionen, når blodsukkerniveauet stiger, hormonet sænker blodsukkerniveauet, hvorefter strømmen slukkes, og insulinproduktionen stopper. Billede: Maity D, et al, Adv. Mater.

Det komplette system kombinerer strømproduktion ogkontrolleret levering af insulin. Så snart brændselscellen registrerer et overskud af glukose, begynder den at generere energi. Denne elektriske energi bruges derefter til at stimulere cellerne, hvilket resulterer i produktion og frigivelse af insulin. Som følge heraf falder blodsukkeret til normale niveauer.

Ved type 1-diabetes producerer kroppenikke nok insulin. Det betyder, at patienterne skal have hormonet udefra for at kunne regulere deres blodsukker. Hertil bruges som regel insulinpumper, som fastgøres direkte til kroppen. Disse enheder kræver en pålidelig strømkilde, normalt batterier. Forskerne mener, at et selvstændigt implanterbart system kunne være et bekvemt alternativ for patienter med denne type diabetes.

Læs mere:

Biologer opdager, hvordan kræftceller undslipper immunsystemet

Nøgleteorien om kvantefysik er endelig blevet bevist. Hoved

Navngivne produkter, der beskytter hjernen mod demens, og hvornår de skal bruges

På omslaget: en prototype af implanterbar brændselscelle. Billede: Fussenegger Lab, ETH Zürich