Spiselige batterier kan sørge for strøm til medinsk utstyr inne i kroppen

Det er en studie publisert i tidsskriftet Nature Chemical Engineering som melder dette¹. Studien er også omtalt i Nature News².

Et batteri laget av et materiale som ligner på spiselig rispapir, kan drive elektronisk medisinsk utstyr som kan svelges. Når batteriet er trygt fordøyd, kan de nedbrutte bestanddelene tas opp i kroppen. Den lille strømkilden er så langt testet på griser, men håpet er at den en dag skal kunne gi strøm til svelgbart, skreddersydd utstyr som overvåker helsen, eller til implantater som avgir elektriske impulser for å behandle sykdom.

Vanlige batterier kan være farlige å svelge ned. Hvis et medisinsk utstyr som har blitt svelget, går i stykker og batteriet inni lekker, kan det forårsake etseskader. Batteriet kan også frigjøre giftige stoffer mens det beveger seg gjennom fordøyelsessystemet. Det nye batteriet som er utviklet, består av ikke-toksiske materialer som kan absorberes av kroppen og som gir minimal risiko for skade.

I motsetning til tradisjonelle batterier som består av toksiske metaller som litium og er alkaliske, så er det nye batteriet basert på magnesium og molybden i elektrodene. Magnesium og molybden er metalliske mikronæringsstoffer som kroppen trenger i små mengder, og når de kombineres i et batteri, gir de en spenning som er høy nok til å drive elektronikk. Som elektrolytt valgte forskerne en biologisk nedbrytbar ionisk væske, i stedet for den lite effektive bufrede saltløsningen som ble brukt i enkelte tidligere design av biokompatible batterier.

Innpakkingen var også avgjørende. Forskerne valgte et cellulosebasert belegg som løser seg opp over tid. Og hele greia er dyppet i bivoks for å forsinke virkningen av magesyren. Dette "skallet" forhindrer at den samlede ytelsen svekkes ved å være elektrisk isolerende. Det var også viktig at batteriet hadde en stor overflate og var laget av materiale som kroppen trygt kunne absorbere når utstyret ikke behøvdes lenger. Elektronikken ble så pakket inn i gel-kapsler og testet på griser.

Andre forskermiljø arbeider også med å utvikle slike nedbrytbare batterier. Den store utfordringen er å unngå nedbryting av magesyren som har en pH omkring 1.

Forskerne vurderer nå hvordan de skal få de biologisk nedbrytbare enhetene – som er ment å både avgi legemidler og registrere opptaket av dem – klare for utprøving på mennesker. Det er satt av god plass inne i gelékapselen til en vanlig tablett; omtrent 75 prosent av enhetens volum er tomt. Å sikre at pasienter tar medisinene sine til riktig tid, er spesielt viktig ved enkelte behandlingsformer for Parkinsons sykdom og for legemidler som demper immunreaksjoner ved organtransplantasjoner. Dette kan oppnås ved at utstyret kan kommunisere med en utvendig sensor som kan fange opp data fra den nedsvelgede enheten og som kan sende meldinger motsatt vei.

Forskerne håper å kunne ta dette systemet i bruk på de første pasientene i løpet av under to år.