Умная таблетка питается от батарейки, которая растворяется в организме
Учёные Массачусетского технологического института (MIT) создали крошечные батарейки, полностью изготовленные из биоразлагаемых материалов, безопасных для организма. Такие батарейки могут питать проглатываемые электронные устройства — таблетки-капсулы с датчиками или системами доставки лекарств, — а после использования полностью растворяться в желудочно-кишечном тракте. Работа опубликована в журнале, описанном на medicalxpress.com.
Проглатываемые электронные устройства — быстро развивающаяся область медицины. Пациент глотает капсулу — и она самостоятельно путешествует по желудку и кишечнику, снимая показатели, выявляя кровотечения или точечно доставляя лекарства. Главное препятствие к широкому применению — питание: обычные батарейки содержат токсичные материалы и могут повредить пищеварительный тракт.
Что придумали в MIT
Все компоненты новых батарей — анод, катод, электролит — выбраны из материалов, уже разрешённых для употребления в пищу или медицинских применений.
Исследователи разработали два варианта:
- дисковая батарейка диаметром 7,5 мм — для компактных применений;
- прямоугольная батарея длиной 24 мм — для более мощных нужд.
Оба варианта выдают 1,84 вольта и способны обеспечивать непрерывную электрическую стимуляцию или связь в течение трёх суток — достаточно для большинства диагностических задач в ЖКТ. После завершения работы материалы расщепляются и выводятся из организма естественным путём или поглощаются тканями.
В испытаниях батарейки успешно питали два типа устройств:
- RFID-метку, передающую данные на внешний считыватель;
- устройство нейромодуляции — для электрической стимуляции нервных структур кишечника в терапевтических целях.
Что это меняет на практике
Сегодня проглатываемые электронные устройства, как правило, используют миниатюрные батареи типа «таблетка» — оксид серебра или литиевые. Они надёжно работают, но нетоксичными не являются: если оболочка устройства повредится, батарея может причинить серьёзный ожог слизистой. Именно поэтому пациентов с такими устройствами нередко просят избегать сильных магнитных полей или отслеживать прохождение капсулы через ЖКТ.
Биорезорбируемая батарея устраняет этот риск: даже при нарушении целостности капсулы компоненты батареи не токсичны. Это может снизить регуляторные требования к корпусу устройства и упростить разработку более дешёвых капсул.
Практические применения, которые рассматривают авторы:
- непрерывный мониторинг кишечника у пациентов с воспалительными заболеваниями;
- контроль точечной доставки лекарств при болезни Крона или колите;
- беспроводная передача данных с датчиков pH, температуры и давления;
- нейростимуляция блуждающего нерва или кишечника при лечении ожирения и нарушений пищеварения.
Читайте также: Мини-прибор проводит молекулярные тесты дома.
До клинических испытаний предстоит подтвердить долгосрочную стабильность и скорость деградации в реальных физиологических условиях, а также пройти регуляторные этапы. Тем не менее открытие закрывает одну из ключевых технических проблем на пути к широкому внедрению умных капсул в клиническую практику.
