Sviluppata una batteria di carta ingeribile: si dissolve nel sistema digerente una volta terminato il compito
Testata sui maiali, la nuova batteria di carta è in grado di alimentare dispositivi gastrointestinali fino a tre giorni prima di dissolversi gradualmente.
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Gli scienziati hanno sviluppato una batteria simile alla carta, ingeribile e capace di dissolversi gradualmente, progettata per fornire energia a dispositivi medici utilizzati temporaneamente nello stomaco e nell'intestino. Nei primi esperimenti condotti sui maiali, è stato riferito che il sistema è stato in grado di funzionare in modo stabile fino a tre giorni.
Nello studio pubblicato sulla rivista Nature Chemical Engineering, sono stati testati due diversi modelli di batteria. Il modello più piccolo è stato progettato per entrare all'interno di una capsula di gelatina standard. Il secondo modello, a capacità più elevata, è stato invece preparato per applicazioni che richiedono maggiore energia.
Negli esperimenti, la batteria piccola ha alimentato un'etichetta di identificazione wireless inserita nell'esofago, in grado di rilevare l'ingestione del farmaco. Il modello grande è stato utilizzato per far funzionare una capsula ingeribile che stimola elettricamente lo stomaco, aumentando i livelli dell'ormone della fame nel sangue.
LA DURATA DELLA BATTERIA È REGOLATA DAL RIVESTIMENTO
Le batterie utilizzate nei tradizionali dispositivi ingeribili devono essere fortemente isolate per evitare la fuoriuscita di sostanze nocive. Ciò aumenta le dimensioni della batteria e può complicare la progettazione di dispositivi medici temporanei. Nella nuova batteria, sono stati scelti materiali che il corpo può tollerare e che si dissolvono nel tempo.
Nella struttura sviluppata dai ricercatori, l'anodo è composto da una lega di magnesio, mentre il catodo contiene triossido di molibdeno e carbone attivo. Le nanofibrille di cellulosa formano lo scheletro sottile, poroso e simile alla carta della batteria.
Per evitare che la batteria si rompa non appena raggiunge l'acido dello stomaco, sulla superficie esterna è stato utilizzato un rivestimento composto da cera d'api e cera di candelilla. Questo rivestimento consente alla batteria di produrre energia per un determinato periodo, permettendo poi una dissoluzione graduale all'interno del sistema digerente.
Lo studio ha indicato che la batteria e i suoi componenti biodegradabili possono scomparire completamente nel tempo. Tuttavia, il circuito elettronico utilizzato nell'esperimento di stimolazione gastrica non possiede ancora questa caratteristica; questo componente è stato espulso naturalmente dal sistema digerente dei maiali.
Il team di ricerca ritiene che rendere tutti i componenti del dispositivo assorbibili dal corpo possa ridurre il rischio di ostruzioni intestinali causate da residui. Nella fase successiva, l'obiettivo è migliorare gli standard di produzione e rendere la durata operativa della batteria più prevedibile attraverso lo spessore del rivestimento.
Per ora, la tecnologia è stata testata solo sui maiali. I ricercatori mirano a passare ai test clinici sull'uomo entro circa due anni. Se si dimostrasse sicura ed efficace negli esseri umani, potrebbe contribuire all'uso di dispositivi gastrointestinali temporanei senza la necessità di interventi chirurgici.