Αναπτύχθηκε ένα εμφύτευμα που μετατρέπει την περίσσεια γλυκόζης στο αίμα σε ηλεκτρική ενέργεια

Βιομηχανικοί από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Ζυρίχης (ETH Zurich) ανέπτυξαν ένα πρωτότυπο καύσιμο

στοιχείο που εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα καιμετατρέπει το σάκχαρο του αίματος σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ινσουλίνης χρησιμοποιώντας μια κάψουλα που περιέχει τεχνητά βήτα κύτταρα. Η εγκατάσταση βοηθά στην αντιμετώπιση του διαβήτη τύπου 1.

Η κυψέλη καυσίμου αποτελείται από μια άνοδο νανοσωματιδίωνμε βάση τον χαλκό. Διασπά τη γλυκόζη σε γλυκονικό οξύ και ένα πρωτόνιο για να παράγει ηλεκτρισμό, το οποίο τροφοδοτεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Η συσκευή είναι τυλιγμένη σε μη υφασμένο υλικό και επικαλυμμένη με αλγινικό, ένα βιοσυμβατό προϊόν εκχυλίσματος φυκιών. 

Η τελική κυψέλη καυσίμου μοιάζει με τσάιφακελάκι, αλλά μπορεί να εμφυτευτεί κάτω από το ανθρώπινο δέρμα. Το αλγινικό απορροφά το σωματικό υγρό και επιτρέπει στη γλυκόζη να περάσει από τον ιστό στην κυψέλη καυσίμου μέσα.

Οι ερευνητές έχουν συνδέσει αυτήν την πηγήηλεκτρικής ενέργειας με μια κάψουλα που είχε αναπτυχθεί προηγουμένως που περιέχει τεχνητά βήτα κύτταρα. Μιμούνται το έργο του ενδοκρινικού τμήματος του παγκρέατος, το οποίο παράγει ινσουλίνη. Τα τεχνητά κύτταρα μπορούν να διεγερθούν για να παράγουν και να εκκρίνουν την ορμόνη χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα ή μπλε φως LED.

Διάγραμμα που απεικονίζει τη λειτουργία της συσκευής ότανδοκιμές σε ποντίκια. Το εμφύτευμα ενεργοποιεί την παραγωγή ινσουλίνης όταν αυξάνονται τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, η ορμόνη μειώνει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, μετά από την οποία η τροφοδοσία διακόπτεται και η παραγωγή ινσουλίνης σταματά. Εικόνα: Maity D, et al, Adv. Μητήρ.

Το πλήρες σύστημα συνδυάζει την παραγωγή ενέργειας καιελεγχόμενη χορήγηση ινσουλίνης. Μόλις η κυψέλη καυσίμου καταγράψει περίσσεια γλυκόζης, αρχίζει να παράγει ενέργεια. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την τόνωση των κυττάρων, με αποτέλεσμα την παραγωγή και την απελευθέρωση ινσουλίνης. Ως αποτέλεσμα, το σάκχαρο στο αίμα πέφτει σε φυσιολογικά επίπεδα.

Στον διαβήτη τύπου 1, ο οργανισμός παράγειόχι αρκετή ινσουλίνη. Αυτό σημαίνει ότι οι ασθενείς πρέπει να λαμβάνουν την ορμόνη από έξω για να ρυθμίσουν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους. Κατά κανόνα, για αυτό χρησιμοποιούνται αντλίες ινσουλίνης, οι οποίες συνδέονται απευθείας στο σώμα. Αυτές οι συσκευές απαιτούν μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας, συνήθως μπαταρίες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ένα αυτόνομο εμφυτεύσιμο σύστημα θα μπορούσε να είναι μια βολική εναλλακτική λύση για ασθενείς με αυτόν τον τύπο διαβήτη.

Διαβάστε περισσότερα:

Οι βιολόγοι ανακαλύπτουν πώς τα καρκινικά κύτταρα ξεφεύγουν από το ανοσοποιητικό σύστημα

Η βασική θεωρία της κβαντικής φυσικής έχει επιτέλους αποδειχθεί. Κύριος

Επώνυμα προϊόντα που προστατεύουν τον εγκέφαλο από την άνοια και πότε πρέπει να τα χρησιμοποιείτε

Στο εξώφυλλο: ένα πρωτότυπο εμφυτεύσιμο στοιχείο καυσίμου. Εικόνα: Fussenegger Lab, ETH Zurich