Technologii, która używa kwasu żołądkowego do zasilania
Spisu treści:
Naukowcy z Bostonu opracowali nowy, nowy sposób zasilania kapsułek do spożycia.
Zespół w Brigham i Szpital Kobiecy opracował kapsułkę, która może być zasilana baterią galwaniczną, która wyciąga swój sok z kwasu żołądkowego.
ReklamaReklama Zespół wykazał, że bateria z powodzeniem zasila niestrawny termometr. Wykonano pomiary co 12 sekund w żołądku świń przez sześć dni.
Eksperci w terenie twierdzą, że chociaż wciąż pozostaje wiele do zrobienia, badania mogą być ważnym krokiem w kierunku poprawy długoterminowej użyteczności urządzeń do spożycia.
Zespół kierował dr Phillip Nadeau, autor badań i doktor habilitowany z Massachusetts Institute of Technology (MIT).
OgłoszenieZapowiedzieli swoje odkrycia w zakresie pozyskiwania energii długotrwałej dla urządzeń iniekcyjnych, opublikowane w czasopiśmie Nature Research na początku tego miesiąca.
Czytaj więcej: Medycyna regeneracyjna ma świetlaną przyszłość »
ReklamaReklamaPrzydatna … aż do wyczerpania baterii
Urządzenia iniekcyjne są użytecznymi narzędziami dla lekarzy.
Są one wykorzystywane w różnych aplikacjach, od prostych pomiarów parametrów życiowych, poprzez dozowanie leków, aż po "kamery z pigułkami", które zapewniają obraz wideo jako alternatywę dla bardziej inwazyjnych metod diagnozy.
Te urządzenia, w szczególności bardziej energochłonne kamery, są ograniczone przez brak zasilania. Podczas gdy prostsze urządzenia zużywają minimalną moc, kamera pastylkowa ma tendencję do szybkiego spuszczania baterii, bez możliwości ładowania, gdy znajduje się ona wewnątrz ciała.
W celu opracowania urządzenia, które mogłoby zapewnić ciągłą moc w perspektywie długoterminowej, zespół badawczy zwrócił się do starego trybu gotowości w klasie naukowej.
"Jedną z rzeczy, które zaczęliśmy rozmyślać z naszymi współpracownikami na Wydziale Elektrotechniki w MIT było spojrzenie na ogniwo galwaniczne, w zasadzie start baterii cytrynowej, która często jest badana w szkole," dr Giovanni Traverso, starszy współautor i instruktor w Harvard Medical School, powiedział Healthline. "I dokładnie to zrobiliśmy. Używaliśmy płynu żołądkowego jako elektrolitu, a my używaliśmy miedzi i cynku jako odpowiednio katody i anody do generowania tego prądu. "
"Myślę, że naukowcy przedstawili kilka interesujących pokazów elektrolitycznego ogniwa cynkowo-miedziowego", dr John Rogers, fizyk chemik i przewodniczący Grupa Zdrowia Rogersa z University of Illinois powiedziała Healthline."W porównaniu do szerzej stosowanych systemów opartych na magnezie, atrakcyjność cynku polega na tym, że może zaoferować długotrwałą eksploatację - kilka dni, w przeciwieństwie do jednego lub dwóch. Myślę, że to ważny postęp. W tę pracę zaangażowany jest zespół inżynierów elektryków, którzy tworzą interesującą elektronikę małej mocy. Mieli dość sprytne sposoby na optymalizację wykorzystania mocy i przystosowanie się do fluktuacji energii pochodzącej z akumulatora. "
Dr Drew Higgins, dr Banting Postdoctoral Fellow na Uniwersytecie Stanforda, powiedział Healthline w e-mailu: "Autorzy przyjęli fundamentalne koncepcje elektrochemiczne, które wielu z nas zastosowałoby dzięki baterii z cytryną lub groszową baterią eksperymenty w szkole. Podczas gdy ta chemia baterii może nie być praktyczna dla twojego telefonu komórkowego lub laptopa, autorzy rozpoznali pewne kluczowe cechy tych systemów. Przede wszystkim są one niedrogie, biokompatybilne i zdolne do wytworzenia energii wystarczającej do zasilania mikrourządzeń zgromadzonych w ich laboratorium. "
Przeczytaj więcej: Czy technologia może pomóc Ci lepiej spać? »
OgłoszenieRóżnorodność umiejętności
Technologia, która łączy elektrochemię z inżynierią biomedyczną, wymagała od badaczy różnorodnych umiejętności.
"Mieliśmy zróżnicowaną grupę z doświadczeniem, od projektowania elektroniki po pakowanie, chemię i medycynę" - napisał Nadeau. "Posiadanie tak zróżnicowanego zespołu było ogromnym atutem tej pracy. Praca na styku tych różnych obszarów pomogła nam znaleźć i wypróbować coś, co było bardzo interesujące. "
ReklamaReklama " Są tu wyzwania związane z inżynierią elektryczną, są wyzwania związane z materiałami, a następnie pojawiają się wyzwania związane z modelami zwierzęcymi "- przyznał Traverso. "Więc naprawdę potrzebujesz szerokiej wiedzy, aby zebrać się, współpracować i wykonać. I znajduje to odzwierciedlenie w rękopisie, gdy patrzysz na autorów i skąd pochodzą. Pochodzą z wydziałów elektrotechniki, inżynierii chemicznej, szpitali i myślę, że naprawdę wymaga tego rodzaju współpracy, aby rozwiązać niektóre z głównych wyzwań. "
Higgins mówi, że to podejście wielodyscyplinarne ma kluczowe znaczenie - nie tylko w tych badaniach, ale także w innych przedsięwzięciach naukowych.
"Jako naukowcy i inżynierowie konsekwentnie mówimy o tym, że interdyscyplinarna współpraca jest podstawą najbardziej zaawansowanych badań" - napisał - "To studium doskonale to ilustruje. "
OgłoszenieWięcej informacji: Jak wirtualna rzeczywistość zyskuje trakcję w medycynie»
Duże możliwości, duże wyzwania
Ta technologia może stanowić podstawę sposobu, w jaki urządzenia do spożycia działają w przyszłości.
ReklamaReklama Badania wciąż są w powijakach.
Nadeau mówi, że miniaturyzacja urządzenia i stosowanie bardziej zaawansowanego projektowania obwodów jest priorytetem.
Chciałby też zbadać bardziej zaawansowane czujniki.
Myślę, że moglibyśmy być w ludziach dość szybko.Giovanni Traverso, Harvard Medical School"Ostatecznie, byłoby schludnie, gdybyśmy pięć, czy dziesięć lat w dół, moglibyśmy zasilać długoterminowy monitor parametrów czynności życiowych dzięki tej technologii" - powiedział Nadeau. "Zasadniczo, pigułka, która może monitorować twój oddech i tętno z wnętrza żołądka i przesyłać go bezprzewodowo do tygodnia przy użyciu zebranej energii z komórki. "
" Możesz po prostu pozwolić swojej wyobraźni szaleć z rzeczami, które chcesz zmierzyć, wyczuć, uchwycić, przechowywać, próbkować, a nawet dostarczać terapii. Cała cała gama ", powiedział Rogers. "Ale myślę, że menu opcji będzie ograniczone przez zakres funkcji, które można spakować na stosunkowo niewielką powierzchnię. Ale wtedy nadrzędnym problemem będzie to, jak go zasilić. Myślę, że idąc dalej, prawdopodobnie będzie dużo optymalizacji, którą możesz zrobić. Ale na pewno jest to dobry punkt wyjścia. "
" Jeśli chodzi o to, gdzie moglibyśmy być za pięć lub dziesięć lat, myślę, że w zależności od dalszego zainteresowania - a to oznacza współpracę z potencjalnymi sponsorami, a także dalsze finansowanie - myślę, że moglibyśmy być w ludziach dość szybko ", powiedział Traverso.
