Magensäure sorgt für dauerhafte power für ingestible Geräte

Apr 22, 2020
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Magensäure sorgt für dauerhafte power für ingestible Geräte

Ein Forschungsteam von Wissenschaftlern der Brigham and Women ‚ s Hospital und dem Massachusetts Institute of Technology entwickelte eine Reihe von ingestible Geräte, die ziehen Energie von Flüssigkeiten in den Magen und den Dünndarm und kann liefern den Strom für fast eine Woche. Der Ansatz bietet eine robuste, nachhaltige Energie-Quelle, wodurch Prototyp elektronische Kapseln zu überwachen kontinuierlich die Temperatur und senden die Daten drahtlos an einen entfernten Empfänger für knapp eine Woche in großen Tiermodellen. Die Arbeit erscheint in der Fachzeitschrift „Nature“ Biomedical Engineering, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der, wie Sie sicher und effizient mit Strom versorgen eine neue generation der Pille-Größe, ingestible-Systeme, die entworfen wurden, um bestehen innerhalb Patienten über längere Zeiträume anhaltende Wochen, einen Monat, oder auch länger.

Magensäure sorgt für dauerhafte power für ingestible Geräte

„Unsere Daten ist eine der ersten, die ein berechtigtes ingestible Gerät, das sich langfristig macht sich allein aus dem Magen und der Dünndarm,“, sagte senior-Autor C. Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, ein Gastroenterologe und biomedizinischer Ingenieur in der Abteilung für Gastroenterologie an das BWH. „Unsere Arbeit hilft den Weg ebnen, eine neue ära der Pille-size-Elektronik, die den Betrieb im Laufe von Wochen oder sogar Monate im Magen-Darm-Trakt – verändert die Art, wie wir denken über Krankheit, Diagnose, überwachung und Behandlung.“

Ingestible elektronische Geräte wurden erstmals beschrieben in der wissenschaftlichen Literatur in den 1950er Jahren und wurden breiter in der klinischen Praxis in den vergangenen zwei Jahrzehnten. Eine der bekanntesten ist eine Kamera-Kapsel, Häufig vorgeschriebenen von Gastroenterologen zu prüfen, das innere eines Patienten, der Dünndarm, die im Laufe des Tages oder so. Es besteht aus einer kleinen Kamera, Lichtquelle, und die schaltungen benötigt zum übertragen von Bildern aus der Ferne, alle powered by Uhr-große Batterien. Traverso ist Gruppe und andere haben Systeme entwickelt, die bleiben können im Magen-Darm – (GI) Trakt für mehrere Tage oder mehr, wodurch die Notwendigkeit für eine langfristige Energiequelle.

Um diese Anforderung zu erfüllen, Traverso und seine Kollegen, zusammen mit co-senior-Autoren Anantha Chandrakasan und Robert Langer vom MIT, begeben Sie sich zu erarbeiten einen Weg abzuleiten, lang anhaltende Energie von der Säure im Magen und, in geringerem Maße, in den Dünndarm. Sie zeichnete inspiration von einem bekannten grade-Schule Wissenschaft Lektion: die Zitronen-Batterie. In diesem Versuch werden die Elektrolyte in Zitronensaft (insbesondere Citronensäure) damit der Strom fließen kann zwischen zwei verschiedenen Metall-Objekte oder Elektroden. Also, die Frage war, konnte der Elektrolyten im Magen-Säure, zusammen mit einer Reihe von Metallen sicher für Einnahme, eine ausreichend starke Energie-Quelle?

Die Antwort: ja. Der erste Autor Phillip Nadeau, ein Postdoktorand in Chandrakasan Labor, getestet verschiedene Arten von Metall für den Einsatz als Elektroden, und entdeckt, dass low-cost-Zink-und Kupfer könnten power-Woche-lange Energie-Lieferung in Tier-Modellen.

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