Cercetătorii au dezvoltat o baterie Na-O2 implantabilă și bio-compatibilă

Cercetătorii din China au dezvoltat o baterie implantabilă care funcționează pe baza oxigenului prezent în corpul uman, adresându-se provocărilor legate de durata de viață limitată a bateriilor convenționale utilizate în dispozitivele medicale implantabile, cum ar fi stimulatoarele cardiace și neurostimulatoarele. Publicat în revista Chem, studiul demonstrează că acest design inovator poate furniza energie stabilă și este compatibil cu sistemul biologic, în experimente efectuate pe șobolani.
Bateria, al cărei electrozi sunt fabricați dintr-un aliaj pe bază de sodiu și aur nanoporos, generează electricitate prin reacții chimice cu oxigenul din corp. Aurul este recunoscut pentru compatibilitatea sa cu sistemele vii, iar sodiul este un element esențial și omniprezent în corpul uman. Pentru a asigura siguranța, bateria este învelită într-un film polimeric poros, moale și flexibil.

Implantată sub pielea șobolanilor, bateria a produs tensiuni stabile între 1,3 V și 1,4 V, cu o densitate maximă de putere de 2,6 µW/cm2, deși această ieșire este insuficientă pentru a alimenta dispozitivele medicale. Cu toate acestea, designul confirmă posibilitatea de a valorifica oxigenul din corp pentru energie.

Studiul a evaluat și reacțiile inflamatorii, schimbările metabolice și regenerarea țesuturilor în jurul bateriei, observând că șobolanii nu au prezentat inflamații evidente. Produsele secundare ale reacțiilor chimice ale bateriei, inclusiv ioni de sodiu, ioni de hidroxid și niveluri scăzute de peroxid de hidrogen, au fost ușor metabolizate de corp și nu au afectat rinichii și ficatul. Mai mult, șobolanii s-au vindecat bine după implantare, cu regenerarea completă a părului după patru săptămâni și, surprinzător, regenerarea vaselor de sânge în jurul bateriei.

Echipa de cercetare intenționează să îmbunătățească livrarea de energie a bateriei, explorând materiale mai eficiente pentru electrozi și optimizând structura și designul bateriei. De asemenea, bateria are potențialul de a fi scalată pentru producție și utilizarea materialelor rentabile poate reduce și mai mult costurile. Pe lângă alimentarea dispozitivelor medicale, bateria ar putea avea și alte aplicații, inclusiv în bioterapii, cum ar fi combaterea celulelor canceroase prin consumul de oxigen sau conversia energiei bateriei în căldură pentru a distruge celulele canceroase. Aceste perspective deschid noi orizonturi pentru utilizarea bateriei în domeniul medical și dincolo de acesta.

sursa: Science Daily