Vědci ze Spojených států vyvinuli nové zařízení schopné dodávat energii některým lékařským implantátům. Čip na bázi křemíku a platiny, který zapadá do hlavy člověka, bude generovat elektřinu z glukózy.
Je známo, že všechno nové je dobře zapomenuto staré: myšlenka využívat glukózu jako zdroj elektrické energie není nová. V sedmdesátých letech minulého století odborníci dokázali, že stimulátory můžete „nakrmit“glukózou. Od tohoto vývoje se však upustilo ve prospěch výkonnějších lithium-iontových baterií.
Mezitím je glukóza zdrojem energie pro živé bytosti. V lidském těle vede rozklad sacharidů k jeho tvorbě.
Konverze glukózy na energii pro buňky probíhá během glykolýzy. V tomto případě dochází k štěpení glukózy a tvorbě nukleotidu adenosintrifosfátu (nebo ATP), univerzálního zdroje energie pro všechny biochemické procesy probíhající v živých systémech.
Aby vědci ze Spojených států využili tuto téměř neomezenou energii lidského těla ve prospěch implantátů, vytvořili polovodičový elektronický čip na bázi křemíku.
Nepoužíval organické složky: čip se skládá z platinového katalyzátoru, který odstraňuje elektrony z atomů, které tvoří molekulu glukózy, a tím napodobuje aktivitu buněčných enzymů, které štěpí glukózu za vzniku ATP.
Čip může dodávat až 180 mikropattů. To podle vývojářů stačí k napájení implantátů s velmi nízkou energií.
"Instalace implantátů pro lidi s poraněním míchy se brzy stane běžnou záležitostí." V takových případech budeme potřebovat zařízení, které jsme vynalezli k výrobě energie, říká jeden z autorů studie Benjamin Rapoport, který pracuje jako součást společného Harvard-Massachusetts Institute of Technology Health Sciences and Technology Program. Čip umožní pacientům znovu pohybovat rukama a nohama.
Propagační video:
Pravděpodobným místem implantace čipu je takzvaný subarachnoidální prostor. Toto je dutina mezi mozkovými pleny naplněná mozkomíšním mokem (CSF).
CSF poskytuje vhodné prostředí pro implantovatelné palivové články. Nejprve se očekává minimální imunitní odpověď těla. Zadruhé obsahuje stokrát méně bílkovin než například v krvi, a proto je méně pravděpodobné, že čip zaroste tkání. Za třetí, v mozkomíšním moku je dostatečná hladina glukózy.
Bezpečnost implantátu byla ověřena vědci při výpočtech spotřeby glukózy a analýze kyslíkové bilance. Odhadovaný podíl použité glukózy byl tedy od 2,8 do 28% pravidelně obnovovaného množství, což by nemělo způsobovat vedlejší účinky.
Podle vědců nebyl čip dosud testován na zvířatech a lidech, ale tato fáze vývoje je v bezprostředních plánech vědců.
Více o čipu říká článek v časopise PLoS ONE.