Опубликовано: 30-01-2023
Ученые из России и Швеции создали микроскопические биотопливные элементы, работающие на глюкозе и кислороде, и вживили их в крысиный мозг, результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Нами была осуществлена одна из первых научных работ по имплантации биотопливных элементов в живые организмы млекопитающих с использованием микроскопических наномодифицированных электродов», — сказал РИА Новости Сергей Шлеев из Национального научно-исследовательского центра «Курчатовский Институт» (НБИКС Центра) и шведского университета города Мальмо.
Работы по имплантации биотопливных элементов до этого проводились только с использованием макроскопических устройств. Применение микроскопических элементов дает возможность имплантировать их с минимальным повреждением живых тканей.
Биотопливные элементы генерируют ток путем превращения химической энергии в электрическую. «В данном случае мы используем химическую энергию живых организмов: глюкозу и кислород, которые растворены в физиологических жидкостях организма», — пояснил Шлеев. Окисление глюкозы происходит на одном электроде (аноде) и восстановление кислорода на другом (катоде). Когда эти два электрода замыкаются, возникает электрическая цепь, по которой идет ток.
Ученые показали, что эти топливные элементы могут работать и в человеческом организме. «Естественно, на человеке мы не проводили опыты, мы ничего не имплантировали. Мы проводили опыты с использованием человеческих жидкостей, таких как кровь, слюна, слезная жидкость, спинномозговая жидкость и так далее», — сказал Шлеев.
«Наша цель, в конечном счете — разработать самодостаточное, то есть, самопитающееся и беспроводное устройство для биомедицинского использования», — пояснил он. Например, на биотопливных элементах могут работать глюкозный сенсор или кардиостимулятор. Однако пока что на пути к практическому применению разработки есть много препятствий, связанных с отторжением живым организмом инородных тел.