Технология, которая использует кислоту желудка для питания
Оглавление:
Исследователи из Бостона придумали новый новый способ питания глотаемых капсул.
Команда в Бригаме и женской больнице разработала капсулу, которая может питаться от гальванической клеточной батареи, которая извлекает сок из желудочной кислоты.
РекламаРекламаКоманда продемонстрировала это, убедившись, что их аккумулятор успешно использует проглатываемый термометр. Измерения проводились каждые 12 секунд в желудке свиньи в течение шести дней.
Эксперты в области говорят, что, хотя еще предстоит проделать большую работу, исследование может стать важным шагом на пути к улучшению долговременной полезности проглатываемых устройств.
Команда возглавлял Филипп Надау, доктор философии, автор исследования и докторант-исследователь в Массачусетском технологическом институте (Массачусетский технологический институт).
РекламаОни объявили о своих результатах в «Долгосрочной энергетической сборке для неустранимых устройств», опубликованной в журнале Nature Research в начале этого месяца.
Подробнее: Регенеративная медицина имеет светлое будущее »
РекламаРекламаПолезно … пока батарея не умрет
Неустранимые устройства - полезные инструменты для врачей.
Они используются во множестве применений от простого измерения жизненных знаков, до выдачи лекарств, «кулачков пилюли», которые обеспечивают обратную связь в качестве альтернативы более инвазивным средствам диагностики.
Эти устройства, особенно более энергоемкие кубики для пилюль, ограничены отсутствием мощности. В то время как более простые устройства используют минимальную мощность, кулачок-кулачок имеет тенденцию быстро разряжать аккумулятор, без возможности подзарядки, когда он находится внутри корпуса.
В попытке разработать устройство, которое могло бы обеспечить непрерывную мощность на долгосрочной основе, исследовательская группа обратилась к старому классу естественных наук.
«Одна из вещей, которые мы начали рассматривать со своими сотрудниками в отделе электротехники в Массачусетском технологическом институте, рассматривала гальваническую камеру, в основном взлет лимонной батареи, которая часто изучается в школе», Джованни Траверсо, доктор философии, старший соавтор и преподаватель Гарвардской медицинской школы, рассказал Healthline. «И это именно то, что мы сделали. Мы использовали желудочную жидкость в качестве электролита, и мы использовали медь и цинк в качестве катода и анода, соответственно, для генерации этого тока. «
«Я думаю, что исследователи выдвинули некоторые интересные демонстрации электролитической ячейки цинко-медного типа для власти», Джон Роджерс, доктор философии, физик-химик и председатель Исследовательская группа Роджерса в Университете штата Иллинойс, сообщила Healthline.«По сравнению с более широко используемыми системами на основе магния привлекательность цинка заключается в том, что он может предложить долгосрочную эксплуатацию - несколько дней, в отличие от одного или двух. Поэтому я думаю, что это важный шаг вперед. В этой работе задействована команда электротехники, которая собрала довольно интересную маломощную электронику. У них были довольно умные способы оптимизировать использование энергии и учитывать колебания мощности, исходящие от батареи. «
Дрю Хиггинс, доктор философии, докторант Бантинга в Стэнфордском университете, сказал Healthline в электронном письме: «Авторы взяли фундаментальные концепции электрохимии, которые многие из нас применяли бы через лимонную батарею или пенни эксперименты в школе. Хотя эта химия батареи может быть нецелесообразной для вашего мобильного телефона или ноутбука, авторы признали некоторые ключевые особенности этих систем. В первую очередь, они недороги, биосовместимы и способны производить достаточно энергии для питания микроустройств, собранных в их лаборатории. "
Подробнее: Может ли технология помочь вам лучше спать? »
РекламаРазнообразие навыков
Технология, которая сочетает электрохимию с биомедицинской инженерией, требовала исследователей с разнообразными наборами навыков.
«У нас была отличная группа, обладающая опытом от проектирования электроники до упаковки, химии и медицины», - писал Надеу. «Наличие такой разнообразной команды было огромным преимуществом для этой работы. Работа в интерфейсе этих разных областей помогла нам найти и попробовать что-то интересное. «
РекламаРеклама« Здесь есть проблемы с электротехникой, есть проблемы с материалами, а затем есть проблемы с моделью животных », - признал Траверсо. «Поэтому вам действительно нужен широкий опыт, чтобы объединиться, сотрудничать и выполнять. И это отражено в рукописи, когда вы смотрите на авторов и откуда они. Они поступают из отделений в области электротехники, химического машиностроения, из больниц, и я думаю, что это действительно такое сотрудничество, чтобы решить некоторые из основных проблем. «
Хиггинс говорит, что этот междисциплинарный подход имеет решающее значение - не только в этом исследовании, но и в других научных начинаниях.
«Как ученые и инженеры, мы постоянно говорим о том, что междисциплинарное сотрудничество подкрепляет некоторые из самых высокоэффективных исследований, - писал он, - и это исследование отлично иллюстрирует это. «
РекламаПодробнее: Как виртуальная реальность набирает обороты в медицине»
Большие возможности, большие проблемы
Эта технология может стать основой того, как в будущем будут использоваться устройства для приема внутрь.
РекламаРекламаИсследование, однако, все еще находится в зачаточном состоянии.
Надеу говорит, что миниатюризация устройства и использование более продвинутой схемы являются приоритетом.
Он также хотел бы изучить более продвинутые датчики.
Я думаю, что мы могли бы быть на людях довольно быстро.Джованни Траверсо, Гарвардская медицинская школа«В конечном счете, это было бы здорово, если через пять или десять лет в будущем мы могли бы использовать долговременный доступный монитор жизненно важных функций с этой технологией», - сказал Надео. «По сути, таблетка, которая может контролировать ваше дыхание и сердечный ритм изнутри желудка и передавать его по беспроводной сети в течение недели, используя собранную энергию из клетки. «
« Вы можете просто позволить своему воображению бегать с вещами, которые вы хотите измерить, почувствовать, захватить, сохранить, попробовать или даже доставить терапию. Вид всей гаммы, - сказал Роджерс. «Но я думаю, что меню опций будет ограничено набором функциональных возможностей, которые вы можете упаковать в относительно небольшой размер. Но тогда основная проблема заключается в том, как ее использовать. Я думаю, что в будущем, вероятно, будет много оптимизации, которую вы можете сделать. Но это хорошая отправная точка. «
« Что касается того, где мы могли бы быть через пять-десять лет, я думаю, что в зависимости от дальнейшего интереса, а это означает сотрудничество с потенциальными спонсорами, а также дальнейшее финансирование - я думаю, что мы можем быть на людях довольно быстро », - сказал Traverso.
