Bio-ingenieurs van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie Zürich (ETH Zürich) hebben een prototype brandstof ontwikkeld
De brandstofcel bestaat uit een anode van nanodeeltjeskoper gebaseerd. Het breekt glucose af in gluconzuur en een proton om elektriciteit te produceren, die een elektrisch circuit aandrijft. Het apparaat is omwikkeld met non-woven materiaal en gecoat met alginaat, een biocompatibel algenextractproduct.
De voltooide brandstofcel lijkt op een theecelzakje, maar het kan onder de menselijke huid worden geïmplanteerd. Het alginaat absorbeert lichaamsvloeistof en zorgt ervoor dat glucose vanuit het weefsel naar de brandstofcel binnenin kan stromen.
Onderzoekers hebben deze bron gekoppeldelektriciteit met een eerder ontwikkelde capsule met daarin kunstmatige bètacellen. Ze bootsen de werking na van de endocriene pancreas, die insuline produceert. Kunstmatige cellen kunnen worden gestimuleerd om het hormoon te produceren en uit te scheiden met behulp van elektrische stroom of blauw LED-licht.
Diagram dat de werking van het apparaat illustreert wanneertesten op muizen. Het implantaat activeert de insulineproductie als de bloedsuikerspiegel stijgt, het hormoon verlaagt de bloedsuikerspiegel, waarna de stroom wordt uitgeschakeld en de insulineproductie stopt. Afbeelding: Maity D, et al, Adv. Mater.
Het complete systeem combineert energieproductie engecontroleerde insulinetoediening. Zodra de brandstofcel overtollige glucose waarneemt, begint deze energie te genereren. Deze elektrische energie wordt vervolgens gebruikt om cellen te stimuleren, wat leidt tot de productie en afgifte van insuline. Als gevolg hiervan daalt de bloedsuikerspiegel naar een normaal niveau.
Bij type 1-diabetes produceert het lichaamniet genoeg insuline. Dit betekent dat patiënten het hormoon extern moeten krijgen om hun bloedsuikerspiegel te reguleren. Meestal gebeurt dit met behulp van insulinepompen die rechtstreeks op het lichaam zijn aangesloten. Deze apparaten hebben een betrouwbare stroombron nodig, meestal batterijen. De onderzoekers zijn van mening dat een op zichzelf staand implanteerbaar systeem een handig alternatief zou kunnen bieden voor patiënten met dit type diabetes.
Lees verder:
Biologen ontdekken hoe kankercellen aan het immuunsysteem ontsnappen
De sleuteltheorie van de kwantumfysica is eindelijk bewezen. Voornaamst
Benoemde producten die de hersenen beschermen tegen dementie en wanneer ze moeten worden gebruikt
Op de cover: een prototype van een implanteerbare brandstofcel. Afbeelding: Fussenegger Lab, ETH Zürich