Cukorral üzemelő implantátumok

Az MIT mérnökei olyan üzemanyagcellát fejlesztettek ki, ami ugyanazon cukrokkal működik, amelyeket az emberi sejtek is felhasználnak anyagcseréjük során. 

Cukorral üzemelő implantátumok

Az MIT mérnökei olyan üzemanyagcellát fejlesztettek ki, ami ugyanazon cukrokkal működik, amelyeket az emberi sejtek is felhasználnak anyagcseréjük során. Ezek a jövőben energiával láthatják el a különféle egészségügyi implantátumokat, például azokat az agyba és a test különböző részeibe beültetett készülékeket, amelyek segíthetnek a bénult betegek mozgásképességének visszanyerésében.

A PLoS ONE oldalain megjelent tanulmányban leírt üzemanyagcella elektronokat választ le a glükózmolekuláról, és így termel áramot. Rahul Sarpeshkar és kollégái egy szilíciumchipre telepítették a cellát, így az könnyen rácsatlakoztatható az implantátumok rendszerére.

A glükóz-üzemanyagcella ötlete először a hetvenes években merült fel, ekkor a kutatók bizonyították, hogy egy ilyen szerkezet képes működtetni egy pacemakert, de aztán a jóval hatékonyabban működő lítiumion-akkumulátorok megjelenésével elhanyagolódtak az ezzel kapcsolatos kutatások. Ezek a kezdeti prototípusok még nem voltak alkalmasak a hosszabb távú beültetésre, mivel enzimeket is tartalmaztak, így élettartamuk meglehetősen korlátozott volt.

Az MIT mérnökei által megalkotott rendszer a félvezető chipek gyártástechnológiájával készült. Egy platina katalizátor vonja el a glükóz elektronjait, imitálva azt a folyamatot, ahogy a sejt enzimjei lebontják a monoszacharidot, és közben ATP-t termelnek. (A platina bizonyítottan hosszú távon is biokompatibilis az emberi testtel.) A cella teljesítménye pár száz mikrowatt, ami elegendő egy kis energiákat igénylő, de klinikailag hasznos idegi implantátum működtetéséhez.

Benjamin Rapoport, a kutatás vezetőjének számításai szerint az üzemanyagcellák ellátásához elegendő cukor található az agy-gerincvelői folyadékban, amely elsődlegesen a traumás hatásoktól védi az agyat és a gerincvelőt, valamint táplálja a központi idegrendszert. A folyadék nagyon kevés sejtet tartalmaz, így kevéssé valószínű, hogy egy ide telepített implantátum immunreakciót váltson ki. A folyadékban viszont nagymennyiségű glükóz található, amelyből a szervezet alapvetően csak nagyon keveset használ fel.

A fejlesztés számos alacsony energiaigényű készülék működtetésére lehet alkalmas, a cochleáris implantátumoktól kezdve a már említett, idegi funkciókat pótló rendszerekig. A glükóz-üzemanyagcellák segítségével mindezen rendszerek teljesen önellátóvá válhatnak, és nem igényelnének semmiféle külső energiaforrást. Jó pár évbe beletelik még, mire a gerincsérültek glükózzal működő neuroprotéziseket kaphatnak, de a koncepció kétségkívül működőképesnek tűnik.

 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward