Відкриваємо навстіж! Дослідники розробляють медичні сенсори, що працюють від шлункового соку

Внутрішні медичні пристрої, такі як кардіостимулятори, потребують надійного живлення, але батареї є громіздкими, а технології переходять на нанорівень. З огляду на ризики безпеки, пов’язані зі звичайними батареями, легко зрозуміти, чому альтернативні джерела живлення користуються високим попитом, і чому дослідники по всьому світу вивчають інноваційні, а іноді і дивні рішення.

Минулого місяця дослідники з Бернського університету в Швейцарії продемонстрували, що сонячні батареї під шкірою можуть живити типовий кардіостимулятор. Тепер інженери з Массачусетського технологічного інституту (MIT) і Жіночої лікарні Брігама використали силу шлункового соку, щоб забезпечити роботу невеликих датчиків, які можна приймати всередину.

Пристрій, що працює на шлунковому соку, використовує принцип, схожий на принцип роботи лимонної батареї – імпровізованого джерела живлення, виготовленого з двох електродів, встромлених у лимон. “У нашій системі шлунково-кишкова рідина служить електролітом, а мідь і цинк служать катодом і анодом відповідно”, – сказав Джованні Траверсо, один з дослідників, які керують проектом, в інтерв’ю Digital Trends. “Наша система включає в себе електроніку для підвищення енергії з батареї до набагато більш високої напруги, де вона може виконувати корисну роботу. Наприклад, ми продемонстрували здатність знімати показання температури і передавати їх по бездротовому зв’язку”.

Траверсо співпрацював з Ананта П. Чандракасан і Робертом Лангером, з якими він раніше розробив пристрій, який можна було приймати всередину, і який вимірював такі біометричні показники, як температура і частота серцевих скорочень під час проходження через організм.

У статті, опублікованій цього тижня в журналі “Nature Biomedical Engineering”, описується, як команда випробувала свій пристрій, що працює від шлункового соку, на свинях і змогла збирати бездротові дані з відстані близько шести футів кожні дванадцять секунд. Хоча потужність пристрою значно зменшувалася, коли він переходив зі шлунку в тонкий кишечник, він все одно міг генерувати достатньо енергії для передачі даних, хоча і рідше.

“Система демонструє потенціал для довгострокового збору даних з шлунково-кишкового тракту і тому може бути застосована для широкого набору застосувань в діагностиці та лікувальних втручаннях”, – сказав Траверсо. “Зокрема, ми досліджували безперервний моніторинг температури в якості моделі, а також показали потенціал для доставки ліків з використанням зібраної енергії”.

Поточний прототип має довжину 40 міліметрів і діаметр 12 міліметрів. Дослідники сподіваються мініатюризувати робочий пристрій до третини цього розміру.

“Ми зацікавлені у вивченні можливостей поєднання таких систем з деякими іншими технологіями, які ми розробляємо, щоб забезпечити безпечне і тривале перебування в шлунково-кишковому тракті”, – сказав Траверсо. Крім того, команда розробляє датчики, які можуть вимірювати біометричні показники для виявлення захворювань на більш ранніх стадіях, ніж це можливо зараз. “У поєднанні з доставкою ліків, ми передбачаємо розробку цілого нового набору електронних систем, що приймаються всередину і є довготривалими резидентами”, – додав він.

Рекомендації редакції

• Французький стартап Circular представив перспективного конкурента фітнес-трекера Oura
• Fitbit Charge 5 отримав датчик стресу на основі потовиділення та округлий дизайн
• MIT заявляє, що може сказати, наскільки ви здорові, проаналізувавши вашу посудомийну машину
• Airbus працює над датчиками запаху, які можуть виявити коронавірус в літаках
• Fitbit хоче з’ясувати, чи можуть носимі пристрої виявляти коронавірус

Source: digitaltrends.com