Їстівні батареї на основі рисового паперу протестували на свинях

Дослідники створили мініатюрну їстівну батарею, здатну живити електронні медичні пристрої в організмі. Її випробували на свинях у складі капсул, що передавали дані та електрично стимулювали шлунок. Після виконання функції компоненти батареї поступово розчиняються у травному тракті й можуть засвоюватися організмом, повідомляє Nature.

Матеріали для безпечного розчинення

Електроди батареї виготовили з магнію та триоксиду молібдену. Магній і молібден є мікроелементами, потрібними організму в невеликих кількостях, а їхнє поєднання забезпечує напругу, достатню для роботи електроніки. Як електроліт використали біорозкладну іонну рідину.

Корпус батареї зробили з матеріалу на основі целюлози, натхненого їстівною оболонкою з рисового паперу, якою загортають деякі солодощі. Зовнішній шар із бджолиного воску має сповільнювати вплив шлункової кислоти. У модельованій шлунковій рідині батареї починали руйнуватися приблизно за два тижні та повністю розчинялися протягом кількох місяців.

Випробування двох пристроїв

Команда помістила батареї разом із повністю біорозкладною нетоксичною електронікою в желатинові капсули та протестувала їх на свинях. Один пристрій мав RFID-мітку: вона передавала сигнали на зчитувач поза тілом тварин.

Інший пристрій вводили в шлунок ендоскопічно. Електрична стимуляція спричинила підвищення рівня греліну — гормону, пов’язаного з регуляцією відчуття голоду. Автор дослідження, інженер-механік і гастроентеролог Джованні Траверсо з Массачусетського технологічного інституту, зазначив, що такі електростимулювальні пристрої вивчають для регуляції зв’язку між кишечником і мозком.

Альтернатива звичайним батареям

Звичайні батареї можуть бути небезпечними, якщо проковтнутий медичний пристрій пошкодиться: витік його вмісту здатен спричинити хімічні опіки, а токсичні матеріали можуть вивільнятися під час проходження травним трактом. Літій-іонні та лужні батареї часто містять токсичні метали, органічні електроліти й пластикові оболонки, що можуть розпадатися на гострі фрагменти.

Результати роботи описано в журналі Nature Chemical Engineering. Дослідники розглядають розробку як можливе джерело живлення для ковтальних персоналізованих пристроїв моніторингу здоров’я або імплантів, які подають електричні імпульси для лікування захворювань.