Néhány súlyos betegség, például szívproblémák vagy 1-es típusú cukorbetegség olyan orvosbiológiai eszközök használatát igényli, amelyekhez megbízható energiaellátás kell. Bázeli kutatók olyan beültethető üzemanyagcellát fejlesztettek ki, amelyik – járulékos haszonként –kinyeri a szervezet számára felesleges glükózt (vércukrot), és abból állítja elő az energiát.

Az üzemanyagcella belsejében rézalapú nanorészecskékből álló anód (elektróda) található. Glükonsavra és protonra hasítja a glükózt, így állít elő elektromos áramot. Az üzemanyagcella nem szőtt anyagba csomagolt és algináttal bevont, orvosi használatra jóváhagyott algás termék. Kis teászacskóra hasonlít, amelyet a bőr alá lehet ültetni. Az alginát felszívja a testfolyadékot, és lehetővé teszi a glükóz átjutását a szövetből az üzemanyagcellába – magyarázzák a szakemberek az Advanced Materials folyóiratban.

A kutatók összekapcsolták ezt az üzemanyagcellát egy mesterséges béta-sejteket tartalmazó kapszulával (amelyet még évekkel ezelőtt fejlesztettek ugyanezek a kutatók). A kapszulákat elektromos árammal vagy kék LED fénnyel lehet inzulin termelésére és kiválasztására ösztönözni.

Ez a rendszer tehát ötvözi a folyamatos energiatermelést és a szabályozott inzulinadagolást. Amint az üzemanyagcella többlet glükózt regisztrál, áramot termel. Ezt az elektromos energiát azután arra használják, hogy a sejteket inzulin termelésére és a vérbe való felszabadítására ösztönözzék. Ennek eredményeként a vércukorszint normális szintre süllyed. Ha egy bizonyos küszöbérték alá esik, az elektromosság és az inzulin termelése leáll.

Az energiatermelés és az inzulinszabályozás sémája

ETH Zurich

Az üzemanyagcella által biztosított elektromos energia azonban nemcsak a tervezősejtek stimulálásához elegendő, hanem ahhoz is, hogy a beültetett rendszer külső eszközökkel, például okostelefonnal kommunikáljon. Ez lehetővé teszi a potenciális felhasználók számára, hogy egy megfelelő alkalmazáson keresztül állítsák be a rendszert, amit amúgy akár az orvos is elérhet és módosíthat, távolról is.

Mindez nagyon jól hangzik, azonban a mostani rendszer csak egy prototípus. Bár a kutatók már sikeresen tesztelték egereken, ahhoz, hogy piacképes termék szülessen belőle, még sok időre és nagyon sok pénzre, megfelelő erőforrásokkal és know-how-val rendelkező iparági partnerekre lenne szükség.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.