Teknologi som bruker magesyre for kraft
Innholdsfortegnelse:
- Nyttig … til batteriet dør
- Teknologien, som kobler elektrokjemi med biomedisinsk ingeniør, krever forskere med varierte ferdigheter.
- Denne teknologien kan underbygge måten inntakbare enheter opererer i fremtiden.
Forskere i Boston har kommet med en ny, ny måte å drive inntakbare kapsler på.
Et team på Brigham og Women's Hospital har utviklet en kapsel som kan drives av et galvanisk cellebatteri som trekker sin juice fra magesyre.
ReklameAdvertisementTeamet demonstrerte dette ved å få batteriet til å gi et vellykket termometer. Det tok målinger hvert 12. sekund i svinens mage i seks dager.
Eksperter i feltet sier at mens det fortsatt er mye arbeid som skal gjøres, kan forskningen være et viktig skritt for å forbedre det langsiktige verktøyet til inntakbare enheter.
Laget ble ledet av Phillip Nadeau, Ph.D., studieforfatter og postdoktorale forsker ved Massachusetts Institute of Technology (MIT).
AnnonseDe annonserte sine funn i Langvarig Energi Høsting for Ingestible Devices, publisert i tidsskriftet Nature Research tidligere denne måneden.
Les mer: Regenerativ medisin har en lys fremtid »
AnnonseAdvertisementNyttig … til batteriet dør
Inngjørbare enheter er nyttige verktøy for leger.
De brukes i en rekke applikasjoner fra enkle vitale tegnmålinger, til dispensering av medisiner, til "pillekamper", som gir video tilbakemelding som et alternativ til mer invasive diagnosemetoder.
Disse enhetene, spesielt de mer energiintensive pillene, er begrenset av mangel på strøm. Mens enklere enheter bruker minimal strøm, har en pillekamera en tendens til å drenere batteriet raskt, uten å lade opp når den er inne i kroppen.
I et forsøk på å utvikle en enhet som kunne gi kontinuerlig kraft på lang sikt, ble forskerlaget omgjort til en gammel science class-standby.
"En av de tingene vi begynte å tenke på med våre samarbeidspartnere i Institutt for elektroteknikk ved MIT, så på en galvanisk celle, i utgangspunktet en start av sitronbatteriet som ofte utforskes i skolen," Giovanni Traverso, Ph.D., senior medforfatter og instruktør ved Harvard Medical School, fortalte Healthline. "Og det var akkurat det vi gjorde. Vi brukte magevæsken som elektrolytten, og vi brukte kobber og sink som katode og anode, henholdsvis, for å generere den aktuelle. “
"Jeg tror forskerne fremviser noen interessante demonstrasjoner av en elektrolytisk celle av kobber for kraft," John Rogers, Ph.D., fysisk kjemiker og stol for Rogers Research Group ved University of Illinois, fortalte Healthline."I sammenligning med mer brukte magnesiumbaserte systemer, er anledningen til sink at den kan tilby langsiktig drift - flere dager, i motsetning til en eller to. Så jeg tror det er et viktig fremskritt. Det er et elektroteknisk team involvert i det arbeidet som setter sammen noen ganske interessante lav-effekt elektronikk. De hadde noen ganske klare måter å optimalisere strømforbruket og imøtekomme for svingninger i strømmen som kom fra batteriet. “
Les mer: Kan teknologi hjelpe deg til å sove bedre? »Annonse
En rekke ferdigheterTeknologien, som kobler elektrokjemi med biomedisinsk ingeniør, krever forskere med varierte ferdigheter.
"Vi har en variert gruppe med kompetanse som strekker seg fra elektronikkdesign til emballasje, kjemi og medisin," skrev Nadeau. Å ha et slikt mangfoldig team var et enormt aktivum for dette arbeidet. Å arbeide på grensesnittet til disse forskjellige områdene hjalp oss med å finne og prøve noe som var stort interessant. "
AdvertisementAdvertisement
" Det er elektrotekniske utfordringer her, det er materielle utfordringer, og så er det dyremodellutfordringer, "anerkjente Traverso. "Så du trenger virkelig en bred kompetanse for å komme sammen, samarbeide og utføre. Og det reflekteres i manuskriptet når du ser på forfatterne og hvor de kommer fra. De kommer fra avdelinger innen elektroteknikk, kjemisk prosjektering, fra sykehus, og jeg tror det virkelig tar det slags samarbeid for å takle noen av de store utfordringene. "Higgins sier at denne tverrfaglige tilnærmingen er avgjørende - ikke bare i denne forskningen, men i andre vitenskapelige bestrebelser.
"Som forskere og ingeniører snakker vi konsekvent om at tverrfaglige samarbeid støtter noen av de mest effektive forskningen," skrev han. "Og denne studien illustrerer dette perfekt.
Annonsering
Les mer: Hvordan virtuell virkelighet får traksjon i medisin »Store muligheter, store utfordringer
Denne teknologien kan underbygge måten inntakbare enheter opererer i fremtiden.
AdvertisementAdvertisement
Forskningen er imidlertid fortsatt i sin barndom.Nadeau sier at miniaturisering av enheten og bruk av mer avansert kretsdesign er en prioritet.
Han vil også gjerne utforske mer avanserte sensorer.
Jeg tror vi kunne være i mennesker ganske raskt.Giovanni Traverso, Harvard Medical School
"Umiddelbart ville det være pent om fem eller ti år nedover veien, vi kunne drive en langsiktig inntatt vitale skilt med denne teknologien," sa Nadeau. "I hovedsak, en pille som kan overvåke pusten og puls fra innsiden av magen og overføre den trådløst i opptil en uke ved hjelp av høstet energi fra cellen. "" Du kan bare la fantasien løpe vilt med ting du vil måle, fornemme, fange, lagre, prøve eller til og med levere terapi. Slags hele spekteret, "sa Rogers. "Men jeg tror at menyen med alternativer vil bli begrenset av omfanget av funksjonalitet du kan pakke inn i et relativt lite fotavtrykk. Men da vil den overordnede bekymringen være hvordan man driver den. Jeg tror fremover, det vil trolig være mye optimalisering du kan gjøre. Men det er et godt utgangspunkt for sikker. "Med hensyn til hvor vi kunne være om fem eller ti år tror jeg det avhenger av ytterligere interesse - og det betyr samarbeid med potensielle sponsorer og videre finansiering - Jeg tror vi kunne være i mennesker ganske raskt," sa Traverso.
