Einnehmbare Kapsel macht sich selbst mit Magensäure

Forscher in Boston haben eine neuartige neue Methode entwickelt, um Kapseln aufzunehmen.

Ein Team im Brigham and Women's Hospital hat eine Kapsel entwickelt, die mit einer galvanischen Batterie betrieben werden kann, die ihren Saft aus der Magensäure zieht.

AdvertisementAdvertisement

Das Team demonstrierte dies, indem seine Batterie erfolgreich ein aufnehmbares Thermometer antrieb. Es nahm sechs Tage lang alle 12 Sekunden im Magen eines Schweins Messungen vor.

Experten auf diesem Gebiet sagen, dass, obwohl noch viel zu tun ist, die Forschung ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der langfristigen Nützlichkeit von einnehmbaren Geräten sein könnte.

Das Team wurde von Phillip Nadeau, Ph. D., Studienautor und Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology (MIT) geleitet.

Anzeige

Sie gaben ihre Ergebnisse in Längerer Energiegewinnung für einnehmbare Geräte bekannt, die Anfang des Monats in der Zeitschrift Nature Research veröffentlicht wurden.

Weiterlesen: Regenerative Medizin hat eine strahlende Zukunft »

AnzeigeWerbung

Nützlich ... bis der Akku ausfällt

Einnehmbare Geräte sind nützliche Hilfsmittel für Ärzte.

Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der einfachen Vitalzeichenmessung über die Verabreichung von Medikamenten bis hin zu "Pille Cams", die Video-Feedback als Alternative zu invasiven Diagnosemethoden bieten.

Diese Geräte, insbesondere die energieintensiveren Pillennocken, sind durch einen Mangel an Energie begrenzt. Während einfachere Geräte nur minimale Energie verbrauchen, neigt eine Pillenkamera dazu, ihre Batterie schnell abzulassen, ohne dass sie aufgeladen werden muss, während sie sich im Körper befindet.

Im Bemühen, ein Gerät zu entwickeln, das dauerhaft Dauerleistung liefern kann, wandte sich das Forscherteam an einen alten Bereitschaftsdienst.

"Eines der Dinge, über die wir mit unseren Mitarbeitern in der Abteilung für Elektrotechnik am MIT nachgedacht haben, war die Betrachtung einer galvanischen Zelle, im Grunde ein Start der Zitronenbatterie, die oft in der Schule erforscht wird", Giovanni Traverso, Ph. D. , Senior Co-Autor und Dozent an der Harvard Medical School, sagte Healthline. "Und genau das haben wir getan. Wir haben die Magenflüssigkeit als Elektrolyt benutzt, und wir haben Kupfer und Zink als Kathode bzw. Anode benutzt, um diesen Strom zu erzeugen. "

advertisementAdvertisementEs ist ein Elektrotechnik-Team beteiligt, das eine ziemlich interessante Low-Power-Elektronik zusammenstellt. John Rogers, Rogers Forschungsgruppe an der Universität von Illinois

"Ich denke, dass die Forscher einige interessante Demonstrationen einer Elektrolysezelle vom Zink-Kupfer-Typ für die Stromerzeugung vorführen", John Rogers, Ph. D., Physikalischer Chemiker und Vorsitzender von die Rogers Research Group an der Universität von Illinois, sagte Healthline."Im Vergleich zu weit verbreiteten Systemen auf Magnesiumbasis besteht der Reiz von Zink darin, dass es eine Langzeitoperation ermöglicht - mehrere Tage, im Gegensatz zu ein oder zwei. Ich denke, das ist ein wichtiger Fortschritt. An dieser Arbeit ist ein Elektrotechnik-Team beteiligt, das eine ziemlich interessante Low-Power-Elektronik zusammenstellt. Sie hatten einige ziemlich clevere Möglichkeiten, um die Leistungsnutzung zu optimieren und die Schwankungen der Leistung, die von der Batterie herrührten, auszugleichen. "

Drew Higgins, Ph. D., Banting Postdoctoral Fellow an der Stanford University, sagte Healthline in einer E-Mail: "Die Autoren nahmen grundlegende elektrochemische Konzepte, die viele von uns durch Zitronenbatterie oder Penny-Batterie angewendet hätten Experimente in der Schule. Während diese Batteriechemie für Ihr Mobiltelefon oder Ihren Laptop nicht praktisch ist, erkannten die Autoren einige Schlüsselmerkmale dieser Systeme. In erster Linie sind sie preiswert, biokompatibel und in der Lage, genug Energie zu erzeugen, um in ihrem Laboratorium montierte Mikrogeräte zu versorgen. "

Lesen Sie mehr: Kann Technologie Ihnen helfen, besser zu schlafen? »

Anzeige

Vielfältige Fähigkeiten

Die Technologie, die Elektrochemie mit Biomedizintechnik verbindet, erforderte Forscher mit unterschiedlichen Fähigkeiten.

"Wir hatten eine vielfältige Gruppe mit Fachkenntnissen, die von Elektronikdesign bis zu Verpackung, Chemie und Medizin reichten", schrieb Nadeau. "Ein so vielfältiges Team zu haben, war für diese Arbeit ein enormer Gewinn. Die Arbeit an der Schnittstelle dieser verschiedenen Bereiche half uns, etwas zu finden und zu versuchen, das allgemein interessant war. "

AdvertisementAdvertisement

" Hier gibt es Herausforderungen in der Elektrotechnik, es gibt Herausforderungen an die Materialien und dann gibt es Herausforderungen an das Tiermodell ", so Traverso. "Sie brauchen also wirklich eine breite Expertise, um zusammenzukommen, zusammenzuarbeiten und auszuführen. Und das spiegelt sich im Manuskript wider, wenn man sich die Autoren ansieht und wo sie herkommen. Sie kommen aus Abteilungen der Elektrotechnik, der Chemieingenieurwesen, aus Krankenhäusern, und ich denke, dass diese Art von Zusammenarbeit wirklich nötig ist, um einige der größten Herausforderungen zu bewältigen. "

Higgins sagt, dass dieser multidisziplinäre Ansatz entscheidend ist - nicht nur in dieser Forschung, sondern auch in anderen wissenschaftlichen Bemühungen.

"Als Wissenschaftler und Ingenieure sprechen wir immer wieder darüber, dass interdisziplinäre Zusammenarbeit die Forschung mit den größten Auswirkungen unterstützt", schrieb er, "und diese Studie ist ein Beispiel dafür. "

Anzeige

Lesen Sie mehr: Wie die virtuelle Realität in der Medizin an Bedeutung gewinnt»

Große Möglichkeiten, große Herausforderungen

Diese Technologie könnte die Art und Weise, wie einnehmbare Geräte in Zukunft funktionieren, untermauern.

AdvertisementWerbung

Die Forschung steckt jedoch noch in den Kinderschuhen.

Laut Nadeau ist die Miniaturisierung des Geräts und die Verwendung eines fortschrittlicheren Schaltungsdesigns eine Priorität.

Er würde auch gerne fortschrittlichere Sensoren erforschen.

Ich denke, wir könnten ziemlich schnell in Menschen sein.Giovanni Traverso, Harvard Medical School

"Letztlich wäre es in fünf oder zehn Jahren sauber, wenn wir mit dieser Technologie einen langfristig aufnehmbaren Vitalzeichenmonitor antreiben könnten", sagte Nadeau. "Im Wesentlichen eine Pille, die Ihre Atmung und Herzfrequenz aus dem Inneren des Magens überwachen und drahtlos über die geerntete Energie der Zelle für bis zu einer Woche übertragen kann. "

" Sie können Ihrer Fantasie einfach freien Lauf lassen mit Dingen, die Sie gerne messen, fühlen, erfassen, speichern, abtasten oder sogar therapieren möchten. Ein bisschen von der ganzen Bandbreite ", sagte Rogers. "Aber ich denke, das Menü der Optionen wird durch den Funktionsumfang eingeschränkt, den Sie in einen relativ kleinen Footprint packen können. Aber dann wird das übergeordnete Anliegen sein, wie man es antreibt. Ich denke, in Zukunft wird es wahrscheinlich eine Menge Optimierung geben, die Sie tun können. Aber es ist ein guter Ausgangspunkt für sicher. "

" In Bezug darauf, wo wir in fünf oder zehn Jahren sein könnten, denke ich, dass wir abhängig von weiterem Interesse - und das bedeutet Zusammenarbeit mit potenziellen Sponsoren und auch weitere Finanzierung - ziemlich schnell in Menschen sein könnten ", sagte Travers.