Ново устройство, способно да осигури енергия на някои медицински импланти, е разработено от учени от САЩ. Чип на основата на силиций-платина, който се вписва в главата на човек, ще генерира електричество от глюкоза.
Известно е, че всичко ново е добре забравено старо: идеята за използването на глюкоза като източник на електрическа енергия не е нова. Още през 70-те години експертите доказаха, че можете да „храните“пейсмейкърите с глюкоза. Това развитие обаче беше изоставено в полза на по-мощните литиево-йонни батерии.
Междувременно глюкозата е източник на енергия за живите същества. В човешкото тяло разграждането на въглехидратите води до образуването му.
Превръщането на глюкозата в енергия за клетките се осъществява по време на гликолиза. В този случай се извършва разделянето на глюкозата и образуването на нуклеотида аденозин трифосфат (или АТФ), универсален източник на енергия за всички биохимични процеси, протичащи в живите системи.
За да използват тази почти неограничена енергия на човешкото тяло в полза на имплантите, учени от Съединените щати създадоха електронен чип на полупроводникова основа на силиций.
Той не използва органични компоненти: чипът се състои от платинен катализатор, който премахва електроните от атомите, които изграждат молекулата на глюкозата, като по този начин имитира активността на клетъчните ензими, които разграждат глюкозата, за да произведат АТФ.
Чипът може да достави до 180 микровата. Според разработчиците това е достатъчно за захранване на свръхниско енергийни импланти.
„Скоро ще стане обичайно да се инсталират импланти за хора с увреждания на гръбначния мозък. В такива случаи ще ни трябва устройство, което сме измислили, за да генерираме енергия, казва един от авторите на изследването Бенджамин Рапопорт, който работи като част от съвместната програма на Харвард-MIT за развитие на здравните науки и технологии (Health Sciences and Technology Program). Чипът ще позволи на пациентите да движат ръцете и краката си отново.
Промоционално видео:
Предполагаемото място за имплантиране на чипове е така нареченото субарахноидно пространство. Това е кухината между мозъчните обвивки, изпълнена с цереброспинална течност (CSF).
CSF осигурява подходяща среда за имплантируеми горивни клетки. Първо, очаква се минимален имунен отговор от организма. На второ място, той съдържа стотици пъти по-малко протеини, отколкото например в кръвта, следователно е по-малко вероятно чипът да обраства с тъкан. Трето, има достатъчно ниво на глюкоза в цереброспиналната течност.
Безопасността на импланта е проверена от учени при изчисления на консумацията на глюкоза и анализ на кислородния баланс. По този начин прогнозният дял на използваната глюкоза е от 2,8 до 28% от периодично подновяваното количество, което не трябва да причинява странични ефекти.
Според изследователите чипът все още не е тестван върху животни и хора, но този етап на развитие е в непосредствените планове на учените.
Статия в списание PLoS ONE разказва повече за чипа.