A dezvoltat un implant care transformă excesul de glucoză din sânge în energie electrică

Bioinginerii de la ETH Zurich au dezvoltat un prototip de combustibil

element care se implantează sub piele șitransformă zahărul din sânge în energie electrică. Energia este folosită pentru a produce insulină folosind o capsulă care conține celule beta artificiale. Instalarea ajută la combaterea diabetului de tip 1.

Pila de combustibil este formată dintr-un anod de nanoparticulepe bază de cupru. Descompune glucoza în acid gluconic și un proton pentru a produce electricitate, care alimentează un circuit electric. Dispozitivul este învelit în material nețesut și acoperit cu alginat, un produs cu extract de alge biocompatibil. 

Pila de combustibil finită seamănă cu un ceaiplic, dar poate fi implantat sub pielea umană. Alginatul absoarbe lichidul corporal și permite glucozei să treacă din țesut la celula de combustibil din interior.

Cercetătorii au conectat această sursăelectricitate cu o capsulă dezvoltată anterior, care conține celule beta artificiale. Ele imită activitatea părții endocrine a pancreasului, care produce insulină. Celulele artificiale pot fi stimulate să producă și să secrete hormonul folosind un curent electric sau o lumină LED albastră.

Diagrama care ilustrează funcționarea dispozitivului cândteste pe șoareci. Implantul activează producția de insulină atunci când nivelul de glucoză din sânge crește, hormonul scade nivelul de zahăr din sânge, după care alimentarea este oprită și producția de insulină se oprește. Imagine: Maity D, et al, Adv. Mater.

Sistemul complet combină generarea de energie șiadministrarea controlată a insulinei. Imediat ce pila de combustibil înregistrează un exces de glucoză, începe să genereze energie. Această energie electrică este apoi folosită pentru a stimula celulele, ceea ce are ca rezultat producerea și eliberarea de insulină. Ca urmare, glicemia scade la niveluri normale.

În diabetul de tip 1, organismul produceinsuficientă insulină. Aceasta înseamnă că pacienții trebuie să primească hormonul din exterior pentru a-și regla nivelul zahărului din sânge. De regulă, pentru aceasta se folosesc pompe de insulină, care sunt atașate direct de corp. Aceste dispozitive necesită o sursă de energie fiabilă, de obicei baterii. Cercetătorii cred că un sistem implantabil autonom ar putea fi o alternativă convenabilă pentru pacienții cu acest tip de diabet.

Citeste mai mult:

Biologii descoperă cum celulele canceroase elud sistemul imunitar

Teoria cheie a fizicii cuantice a fost în sfârșit dovedită. Principal

Produse numite care protejează creierul de demență și când să le folosești

Pe copertă: un prototip de celulă de combustibil implantabilă. Imagine: Fussenegger Lab, ETH Zurich