Учёные создали бумажную батарейку, которую можно проглотить для питания медицинских устройств

Учёные разработали батарейку на бумажной основе, которую можно проглотить: она питает медицинские устройства внутри организма и затем постепенно разлагается. Пока батарейку испытали только на свиньях, где она работала до трёх дней. Если её безопасность и эффективность подтвердятся на людях, она сможет питать временные устройства в желудочно-кишечном тракте, избавляя пациентов от операции по извлечению обычной батарейки.

Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Engineering. Батарейка состоит из слоёв: анод из магниевого сплава, катод из триоксида молибдена и активированного угля, между ними — биоразлагаемый электролит. Материалы растворяются в кислой среде желудка и безопасно выводятся из организма. Чтобы батарейка не разрушалась слишком быстро, её покрыли пчелиным воском, а некоторые версии — ещё и воском канделильи, полученным из пустынного кустарника Euphorbia antisyphilitica.

Команда создала две версии батарейки. Меньшая помещается в стандартную желатиновую капсулу и выдаёт около 1,77 вольта, ёмкость — 2 миллиампер-часа на квадратный сантиметр. Большая версия показала 1,84 вольта и максимальную ёмкость 3,5 миллиампер-часа. Однако, по словам Резы Годсси из Университета Мэриленда, ёмкость всё ещё низкая: "Нужен порядок величины выше, чтобы технология стала более перспективной".

Батарейки поместили в 3D-печатные капсулы и ввели свиньям через эндоскоп. Обе версии работали до трёх дней, напряжение падало по мере разложения: у большой — с 1,8 до 1,45 вольта, у маленькой — с 1,7 до 1,35 вольта. Меньшая батарейка питала беспроводную RFID-метку, которая передавала сигнал на расстояние до 1,5 метра и позволяла фиксировать, когда свиньи глотали лекарство. Большая питала капсулу, стимулирующую желудок электричеством, что повышало уровень гормона голода грелина в крови без повреждения тканей.

Батарейка и её компоненты разложились, но электронная плата для стимуляции желудка не была биоразлагаемой — свиньи вывели её естественным путём. Джон Роджерс из Северо-Западного университета отметил, что полная биоразлагаемость устройства могла бы исключить риск застревания компонентов в кишечнике. Исследователи продолжают работать над контролем срока службы батарейки и предсказуемостью её разложения, а также планируют клинические испытания RFID-системы примерно через два года.