Teknik som använder magsyra för kraft
Innehållsförteckning:
Forskare i Boston har kommit med ett nytt nytt sätt att driva instabila kapslar.
Ett team på Brigham och Women's Hospital har utvecklat en kapsel som kan drivas av ett galvaniskt cellbatteri som drar sin juice från magsyra.
AnnonsAdvertisementTeamet visade detta genom att ha batteriet med framgångsrikt strömförsörjning. Det tog mätningar var 12: e sekund inuti en gris mage i sex dagar.
Experter på fältet säger att medan det fortfarande finns mycket arbete att göra, kan forskningen vara ett viktigt steg för att förbättra det långsiktiga nyttjandet av sugbara enheter.
Teamet leddes av Phillip Nadeau, Ph.D., studieförfattare och postdoktoralforskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT).
AnnonsDe tillkännagav sina resultat i förlängd energihämning för inkompatibla enheter, publicerade i tidskriften Nature Research tidigare denna månad.
Läs mer: Regenerativ medicin har en ljus framtid »
AnnonsAdvertisementAnvändbar … tills batteriet dör
Instigningsbara enheter är användbara verktyg för läkare.
De används i en mängd olika applikationer från enkla vitala teckenmätningar, för att dispensera medicinering, till "pillcams", som ger videoåterkoppling som ett alternativ till mer invasiva diagnosmedel.
Dessa enheter, särskilt de mer energiintensiva pillerna, begränsas av brist på kraft. Medan enklare enheter använder minimal effekt, tenderar en pillerkamera att dränera sitt batteri snabbt, utan laddning när det är inne i kroppen.
I ett försök att utveckla en enhet som kunde ge kontinuerlig kraft på lång sikt vände forskargruppen till en gammal science class-vänteläge.
"En av de saker vi började överväga med våra medarbetare vid Institutionen för elektroteknik vid MIT tittade på en galvanisk cell, i princip en start av citronbatteriet som ofta utforskas i skolan," Giovanni Traverso, Ph.D., senior medförfattare och instruktör vid Harvard Medical School, berättade Healthline. "Och det är precis vad vi gjorde. Vi använde magsvätskan som elektrolyten, och vi använde koppar och zink som katod respektive anod för att generera den strömmen. ”
"Jag tror att forskarna presenterar några intressanta demonstrationer av en elektrolytisk cell av zink-koppartyp för kraft", John Rogers, Ph.D., fysisk kemist och stol för Rogers Research Group vid University of Illinois, berättade Healthline."I jämförelse med mer använda magnesiumbaserade system är överklagandet av zink att det kan erbjuda långsiktig drift - flera dagar, i motsats till en eller två. Så jag tycker att det är ett viktigt framsteg. Det finns ett ingenjörsarbete involverat i det arbetet som sätter ihop en ganska intressant lågkraftelektronik. De hade några ganska kloka sätt att optimera kraftutnyttjandet och rymma fluktuationerna i strömmen som kom från batteriet. ”
Drew Higgins, Ph.D., Banting Postdoc. Vid Stanford University, berättade Healthline i ett email, "Författarna tog grundläggande elektrokemi begrepp som många av oss skulle ha tillämpat via citronbatteri eller pennbatteri experiment i skolan. Medan denna batterikemi kanske inte är praktisk för din mobiltelefon eller bärbar dator, kände författarna några viktiga funktioner i dessa system. För det första är de billigt, biokompatibla och kapabla att producera tillräckligt med energi för att driva mikrovågor monterade i sitt laboratorium. "
Läs mer: Kan teknik hjälpa dig att sova bättre? »
AnnonsEn mängd olika färdigheter
Tekniken, som kopplar elektrokemi med biomedicinsk teknik, krävde forskare med olika färdigheter.
"Vi hade en mångsidig grupp med expertis från elektronikdesign till förpackning, kemi och medicin", skrev Nadeau. Att ha ett sådant varierande lag var en enorm tillgång till detta arbete. Att arbeta på gränssnittet på dessa olika områden hjälpte oss att hitta och prova något som var väldigt intressant. "
AnnonsAdvertisement" Det finns elektroteknikutmaningar här, det finns materialutmaningar, och då finns det utmaningar för djurmodeller, "erkände Traverso. "Så du behöver verkligen en bred expertis för att komma ihop, samarbeta och genomföra. Och det återspeglas i manuskriptet när man tittar på författarna och varifrån de kommer ifrån. De kommer från avdelningar inom elteknik, kemiteknik, från sjukhus, och jag tror att det verkligen kräver en sådan samverkan för att ta itu med några av de stora utmaningarna. "
Higgins säger att detta tvärvetenskapliga tillvägagångssätt är avgörande - inte bara i denna forskning utan i andra vetenskapliga ansträngningar.
"Som forskare och ingenjörer talar vi konsekvent om att tvärvetenskapliga samarbeten stöder en del av den mest effektiva forskningen," skrev han. "Och denna studie exemplifierar detta perfekt. "
AnnonsLäs mer: Hur virtuell verklighet går på traktion i medicin»
Stora möjligheter, stora utmaningar
Den här tekniken kan underbygga sättet som intagbara enheter fungerar i framtiden.
AnnonsAdvertisementForskningen är dock fortfarande i sin linda.
Nadeau säger att miniaturiserar enheten och använder mer avancerad kretsdesign är en prioritet.
Han skulle också vilja utforska mer avancerade sensorer.
Jag tror att vi kunde vara hos människor ganska snabbt.Giovanni Traverso, Harvard Medical School"I slutändan skulle det vara snyggt om fem eller tio år på vägen kunde vi driva en långsiktigt intagbar vittecken övervaka med den här teknologin", sa Nadeau. "I huvudsak, ett piller som kan övervaka din andning och hjärtfrekvens från insidan i magen och sända den trådlöst i upp till en vecka med hjälp av den skördade energin från cellen. "
" Du kan bara låta fantasin springa vild med saker du vill mäta, känna, fånga, lagra, prova eller till och med leverera terapi. Typ av hela spektret, säger Rogers. "Men jag tror att menyn med alternativ kommer att begränsas av det utbud av funktionalitet som du kan packa in i ett relativt litet fotavtryck. Men då kommer det övergripande problemet att vara hur man driver det. Jag tänker gå vidare, det kommer troligtvis att finnas en hel del optimering du kan göra. Men det är en bra utgångspunkt för säkerheten. "Med tanke på var vi kunde vara om fem eller tio år tror jag att det beror på ytterligare intresse - det vill säga samarbete med potentiella sponsorer och ytterligare finansiering - jag tror att vi kunde vara i människor ganska snabbt", sa Traverso.
