En ny enhet som kan gi energi til noen medisinske implantater ble utviklet av forskere fra USA. En silisium-platinabasert brikke som passer inn i hodet på en person, vil generere strøm fra glukose.
Det er kjent at alt nytt er godt glemt gammelt: ideen om å bruke glukose som kilde til elektrisk energi er ikke ny. Tilbake på 1970-tallet beviste eksperter at du kan "mate" pacemakere med glukose. Imidlertid ble denne utviklingen forlatt til fordel for kraftigere litiumionbatterier.
I mellomtiden er glukose en energikilde for levende vesener. I menneskekroppen fører nedbrytningen av karbohydrater til dannelsen.
Omdannelsen av glukose til energi for celler skjer under glykolyse. I dette tilfellet skjer spaltingen av glukose og dannelsen av nukleotidet adenosintrifosfat (eller ATP), en universell energikilde for alle biokjemiske prosesser som forekommer i levende systemer.
For å bruke denne nesten ubegrensede energien til menneskekroppen til fordel for implantater, skapte forskere fra USA en silisiumbasert halvleder elektronisk chip.
Den brukte ikke organiske komponenter: brikken består av en platinakatalysator som fjerner elektroner fra atomene som utgjør glukosemolekylet, og etterligner dermed aktiviteten til cellulære enzymer som bryter ned glukose for å produsere ATP.
Brikken kan levere opptil 180 mikrowatt. Dette er ifølge utviklerne nok til å drive implantater med ultra lav energi.
“Det vil snart bli vanlig å installere implantater for personer med ryggmargsskader. I slike tilfeller vil vi trenge et apparat vi oppfant for å generere energi, sier en av forfatterne av studien, Benjamin Rapoport, som jobber som en del av det felles Harvard-MIT-programmet for utvikling av helsevitenskap og teknologi (Health Sciences and Technology Program). Brikken vil tillate pasienter å bevege armene og bena igjen.
Kampanjevideo:
Det mistenkte stedet for chipimplantasjon er det såkalte subarachnoid-rommet. Dette er hulrommet mellom hjernehinnene fylt med cerebrospinalvæske (CSF).
CSF gir et passende miljø for implanterbare brenselceller. For det første forventes en minimal immunrespons fra kroppen. For det andre inneholder den hundrevis av ganger mindre protein enn for eksempel i blodet, derfor er det mindre sannsynlig at brikken blir overgrodd av vev. For det tredje er det et tilstrekkelig nivå av glukose i cerebrospinalvæsken.
Implantatets sikkerhet er bekreftet av forskere i beregninger av glukoseforbruk og oksygenbalanseanalyse. Dermed var den estimerte andelen brukt glukose fra 2,8 til 28% av den periodisk fornyede mengden, noe som ikke skulle forårsake bivirkninger.
Ifølge forskerne er brikken ennå ikke testet på dyr og mennesker, men dette utviklingsstadiet ligger i forskernes umiddelbare planer.
En artikkel i magasinet PLoS ONE forteller mer om brikken.
