211service.com
Moc z glukozy
Naukowcy wszczepili żywemu zwierzęciu pierwsze funkcjonalne ogniwo biopaliwowe z glukozą. W przeciwieństwie do baterii, które zasilają implanty, urządzenie generujące energię może nie wymagać chirurgicznego usunięcia i wymiany, ponieważ glukoza jest potencjalnie nieograniczonym źródłem energii.
Słodka moc: Naukowcy wszczepili urządzenie zasilane glukozą w jamę brzuszną szczura i mierzyli jego działanie przez trzy miesiące. Urządzenie do glukozy składa się z elektrod wykonanych ze skompresowanych dysków grafitowych zawierających enzymy katalizujące utlenianie glukozy. Elektrody znajdują się w worku do dializy, który zatrzymuje enzymy w środku, ale przepuszcza glukozę i tlen.
Urządzenie wykorzystuje enzymy do pozyskiwania energii z glukozy i tlenu naturalnie występujących w organizmie. Wcześniejsze próby zastosowania takiego urządzenia u zwierząt nie powiodły się, ponieważ enzymy wymagały warunków kwasowych lub były hamowane przez naładowane cząstki w płynie otaczającym komórki. Jednak Philippe Cinquin i jego zespół z Joseph Fourier University w Grenoble we Francji przezwyciężyli te przeszkody, zamykając wybrane enzymy w grafitowych dyskach, które zostały umieszczone w workach do dializy. Glukoza i tlen napływały do urządzenia, ale enzymy pozostały na swoim miejscu i katalizowały utlenianie glukozy w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Zespół chirurgicznie wszczepił urządzenie w jamę brzuszną dwóch szczurów. Maksymalna moc urządzenia wynosiła 6,5 mikrowata, co zbliża się do 10 mikrowatów wymaganych przez rozruszniki serca. U jednego szczura moc utrzymywała się na poziomie około dwóch mikrowatów przez 11 dni, a drugi szczur przez trzy miesiące wykazywał w moczu produkty uboczne utleniania glukozy, co wskazuje, że urządzenie działa przynajmniej tak długo. To wielki przełom w dziedzinie wszczepialnych ogniw biopaliwowych, mówi Shelley Minteer, elektrochemik z Saint Louis University.
To dość interesujący artykuł, który po raz pierwszy pokazuje, że można generować energię elektryczną z płynów ustrojowych, mówi Itamar Willner, chemik biomolekularny z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie.
Technologia ta może być wykorzystana do szeregu zastosowań, takich jak stymulatory neuronów i wzrostu kości, urządzenia do dostarczania leków, pompy insulinowe i bioczujniki, mówi Eileen Yu, inżynier chemik z Newcastle University. Jednak problemem jest to, czy enzymy pozostają stabilne przez długi czas, mówi. A efektywność przenoszenia elektronów między enzymami a elektrodami powinna zostać poprawiona – mówi.
Cinquin wierzy, że jego zespół może poprawić swoją wydajność. Jestem optymistą, że w przyszłych wersjach dostaniemy dziesiątki miliwatów, mówi.
Autorzy chcieliby następnie przetestować urządzenie przez dłuższy czas na większych zwierzętach, ulepszyć jego konstrukcję i zastosować materiały biokompatybilne. Jeśli przemysł znajdzie chęć wejścia w rozwój technologiczny ogniw biopaliwowych, jestem pewien, że wykorzystanie ogniw biopaliwowych do zasilania implantów medycznych zmaterializuje się w bardzo krótkim czasie, mówi Willner.