Tecnologia que usa ácido estomacal para energia

Os pesquisadores de Boston apresentaram uma nova e nova maneira de alimentar as cápsulas ingeríveis.

Uma equipe do Brigham and Women's Hospital desenvolveu uma cápsula que pode ser alimentada por uma bateria celular galvânica que extrai o suco do ácido do estômago.

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A equipe demonstrou isso por ter sua bateria com sucesso em um termômetro ingerível. Levou medidas a cada 12 segundos dentro do estômago de um porco por seis dias.

Especialistas no campo dizem que, embora ainda haja muito trabalho a ser feito, a pesquisa poderia ser um passo importante para melhorar a utilidade a longo prazo de dispositivos ingeríveis.

A equipe foi liderada por Phillip Nadeau, Ph. D., autor de estudo e pesquisador pós-doutorado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

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Eles anunciaram suas descobertas na Colheita de Energia Prolongada para Dispositivos Ingestão, publicado na revista Nature Research no início deste mês.

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Útil … até a bateria morrer

Dispositivos ingentes são ferramentas úteis para médicos.

Eles são utilizados em uma variedade de aplicações, desde a simples medida de sinais vitais, até a medicação dispensadora, até "câmeras de pílulas", que fornecem feedback de vídeo como alternativa aos meios de diagnóstico mais invasivos.

Estes dispositivos, em particular as câmeras de pílulas mais intensivas em energia, são limitados pela falta de energia. Enquanto os dispositivos mais simples usam energia mínima, uma câmera de pílulas tende a drenar sua bateria rapidamente, sem meios de recarregar enquanto está dentro do corpo.

Em um esforço para desenvolver um dispositivo que poderia fornecer energia contínua a longo prazo, a equipe de pesquisa se voltou para um antigo modo de espera de classe de ciências.

"Uma das coisas que começamos a contemplar com nossos colaboradores no Departamento de Engenharia Elétrica no MIT estava olhando para uma célula galvânica, basicamente uma decolagem da bateria de limão que é muitas vezes explorada na escola", Giovanni Traverso, Ph. D., co-autor sênior e instrutor da Harvard Medical School, disse à Healthline. "E é exatamente isso que fizemos. Utilizamos o fluido gástrico como eletrólito, e usamos o cobre e o zinco como o cátodo e o ânodo, respectivamente, para gerar essa corrente. "

anúncio publicitário Há uma equipe de engenharia elétrica envolvida nesse trabalho que reuniu algumas eletrônicas de baixo consumo bastante interessantes. John Rogers, Rogers Research Group na Universidade de Illinois

"Eu acho que os pesquisadores apresentaram algumas demonstrações interessantes de uma célula eletrolítica de tipo zinco-cobre para o poder", John Rogers, Ph. D., químico físico e cadeira de o Rogers Research Group da Universidade de Illinois, disse à Healthline."Em comparação com os sistemas mais amplamente utilizados com base em magnésio, o recurso ao zinco é que ele pode oferecer operação a longo prazo - vários dias, em oposição a um ou dois. Então eu acho que é um avanço importante. Há uma equipe de engenharia elétrica envolvida nesse trabalho que reuniu algumas eletrônicas de baixo consumo bastante interessantes. Eles tinham algumas maneiras bastante inteligentes para otimizar a utilização de energia e acomodar as flutuações na energia que estavam vindo da bateria. "

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Uma variedade de habilidades

A tecnologia, que combina eletroquímica com engenharia biomédica, exigiu pesquisadores com habilidades variadas.

"Nós possuímos um grupo diversificado com conhecimentos que vão desde o design eletrônico até a embalagem, a química e a medicina", escreveu Nadeau. "Ter uma equipe tão diversificada foi um tremendo ativo para este trabalho. Trabalhar na interface dessas diferentes áreas nos ajudou a encontrar e tentar algo que fosse amplamente interessante. "

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" Existem desafios de engenharia elétrica aqui, há desafios de materiais e, em seguida, há desafios de modelo animal ", reconheceu o Traverso. "Então, você realmente precisa de uma experiência ampla para se juntar, colaborar e executar. E isso se reflete no manuscrito quando você olha os autores e de onde eles vêm. Eles vêm de departamentos de engenharia elétrica, engenharia química, de hospitais, e acho que é realmente necessário esse tipo de colaboração para enfrentar alguns dos principais desafios. "

Higgins diz que esta abordagem multidisciplinar é crucial - não apenas nesta pesquisa, mas em outros empreendimentos científicos.

"Como cientistas e engenheiros, falamos consistentemente sobre o fato de que as colaborações interdisciplinares sustentam algumas das pesquisas de impacto mais elevadas", ele escreveu, "E este estudo exemplifica isso perfeitamente. "

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Grandes possibilidades, grandes desafios

Essa tecnologia poderia apoiar a forma como os dispositivos ingerentes operam no futuro.

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A pesquisa, no entanto, ainda está em sua infância.

Nadeau diz que a miniaturização do dispositivo e o uso de design de circuito mais avançado é uma prioridade.

Ele também gostaria de explorar sensores mais avançados.

Eu acho que podemos estar nos humanos com bastante rapidez.Giovanni Traverso, Harvard Medical School

"Em última análise, seria bom se houvesse cinco ou dez anos na estrada, poderíamos gerar um monitor de sinais vitais ingeríveis a longo prazo com essa tecnologia", disse Nadeau. "Essencialmente, uma pílula que pode monitorar sua respiração e freqüência cardíaca dentro do estômago e transmiti-la sem fio por até uma semana usando a energia colhida da célula. "

" Você pode simplesmente deixar a sua imaginação funcionar selvagem com coisas que você gostaria de medir, detectar, capturar, armazenar, provar ou até mesmo oferecer terapia. Tipo de toda a gama ", disse Rogers. "Mas eu acho que o menu de opções vai ser limitado pelo alcance da funcionalidade que você pode empacotar em uma pegada relativamente pequena. Mas, então, a preocupação geral será como poder. Eu acho que no futuro, provavelmente haverá muita otimização que você pode fazer. Mas é um bom ponto de partida com certeza. "

" Com relação a onde podemos estar nos cinco ou 10 anos, penso que dependendo do interesse adicional - e isso significa colaboração com potenciais patrocinadores e também financiamento adicional - acho que poderíamos estar nos humanos com bastante rapidez ", afirmou. Traverso.