"Умная капсула", получающая питание от желудочного сока

"Умная капсула", получающая питание от желудочного сока

13 Feb 2017
1458
Прослушать

Одна из основных проблем, с которой сталкиваются разработчики разного рода "проглатываемой" электроники, это обеспечение питания медицинского устройства, которое должно находиться внутри организма. Используемые до сих пор батареи содержат материалы, которые в случае повреждения устройства могут нанести вред человеку. Другие методы, такие, как использование для питания тепло или вибрацию от движения тела, также пока не подтвердили своей полезности в силу малого количества производимого электричества.

Ученые из Массачусетского технологического института (МТИ) разработали источник питания, который решает эти проблемы. В сущности, это обычная гальваническая батарея, которая использует два электрода и кислоту для создания электрического тока малой мощности. Для этого ученые закрепили на поверхности капсулы с сенсором два электрода из цинка и меди. Когда капсула попадает внутрь желудка, желудочный сок начинает работать как электролит и вызывать высвобождение ионов из цинкового анода, которые захватываются медным катодом. Такой гальванический элемент производит примерно 0.23 микроватта на 1 квадратный миллиметр анода, отмечает Medgadget.com.

Во время тестирования исследователи обнаружили, что этот метод позволяет получить достаточно электричества, чтобы питать коммерческие датчики температуры и 900 Мгц-передатчик в течение примерно 6 дней внутри живой свиньи. При этом ученые смогли показать, что капсула на базе такой системы может быть использована для электрического травления золотой мембраны, что позволяет постепенно высвобождать лекарство внутри живого организма.

Прототип устройства имеет размеры 40 мм (длина)  на 12 мм (диаметр), но исследователи надеются, что использование специальных интегральных схем, в которых будут интегрированы гальваническая батарея, передатчик и микропроцессор, позволит сделать такую проглатываемую капсулу существенно меньше.

Эти же ученые недавно разработали специальное "проглатываемое" устройство для постоянной подачи лекарства, которое выглядит как звезда и способно находиться в желудочно-кишечном тракте в течение недель. Этот прибор находится в желудке, используя характеристики своей формы, мешающие ему смещаться в кишечник, при этом совершенно не мешает свободному движению пищи и жидкости в желудке. Это устройство, как и многие аналогичные ему, получает питание от батареи, но вполне вероятно, что в ближайшее время оно получит новый гальванический источник питания.