Біоінженери із Швейцарської вищої технічної школи Цюріха (ETH Zurich) розробили прототип паливного
Паливний елемент складається з анода з наночастинокна основі міді. Він розщеплює глюкозу на глюконову кислоту і протон для вироблення електрики, що приводить у рух електричний ланцюг. Пристрій загорнутий у нетканий матеріал і покритий альгінатом, біосумісним продуктом з екстракту водоростей.
Готовий паливний елемент нагадує чайнийпакетик, але його можна імплантувати під шкіру людини. Альгінат вбирає рідину організму та дозволяє глюкозі проходити з тканини в паливний елемент усередині.
Дослідники з'єднали це джерелоелектрики з розробленою раніше капсулою, що містить штучні бета-клітини. Вони імітують роботу ендокринної частини підшлункової залози, яка виробляє інсулін. Штучні клітини можна стимулювати до вироблення та секреції гормону за допомогою електричного струму або синього світлодіодного світла.
Схема, що ілюструє роботу пристрою привипробування на мишах. Імплант активує виробництво інсуліну при зростанні рівня глюкози в крові, гормон знижує рівень цукру в крові, після цього харчування відключається та вироблення інсуліну припиняється. Зображення: Maity D, et al, Adv. Матер.
Готова система поєднує вироблення енергії таконтрольовану подачу інсуліну. Як тільки паливний елемент реєструє надлишок глюкози, він починає генерувати енергію. Потім ця електрична енергія використовується для стимуляції клітин, яка призводить до вироблення та вивільнення інсуліну. Внаслідок цього рівень цукру в крові падає до нормального рівня.
При діабеті 1 типу організм виробляєнедостатньо інсуліну. Це означає, що пацієнти повинні отримувати гормон ззовні, щоб регулювати рівень цукру в крові. Як правило, для цього використовують інсулінові помпи, які прикріплюються безпосередньо до тіла. Ці пристрої потребують надійного джерела енергії, зазвичай використовуються батарейки. Дослідники вважають, що автономна система, що імплантується, може стати зручною альтернативою для пацієнтів з таким типом діабету.
Читати далі:
Біологи дізналися, як ракові клітини вислизають від імунної системи
Ключову теорію квантової фізики нарешті довели. Головне
Названі продукти, які захищають мозок від деменції, і коли їх треба вживати
На обкладинці: прототип палива, що імплантується. Зображення: Fussenegger Lab, ETH Zurich