En ny enhed, der er i stand til at levere energi til nogle medicinske implantater, blev udviklet af forskere fra USA. En silicium-platinbaseret chip, der passer ind i en persons hoved, genererer elektricitet fra glukose.
Det vides, at alt nyt er godt glemt gammelt: ideen om at bruge glukose som kilde til elektrisk energi er ikke ny. Tilbage i 1970'erne beviste eksperter, at du kan "fodre" pacemakere med glukose. Denne udvikling blev dog opgivet til fordel for mere kraftfulde lithium-ion-batterier.
I mellemtiden er glukose en energikilde for levende væsener. I den menneskelige krop fører nedbrydningen af kulhydrater til dens dannelse.
Omdannelsen af glukose til energi til celler finder sted under glykolyse. I dette tilfælde finder opdelingen af glukose og dannelsen af nukleotidet adenosintrifosfat (eller ATP) sted, en universel energikilde til alle biokemiske processer, der forekommer i levende systemer.
For at bruge denne næsten ubegrænsede energi fra menneskekroppen til gavn for implantater har forskere fra De Forenede Stater skabt en siliciumbaseret halvlederelektronisk chip.
Den brugte ikke organiske komponenter: Chippen består af en platinakatalysator, der fjerner elektroner fra atomerne, der udgør glukosemolekylet, og efterligner således aktiviteten af cellulære enzymer, der nedbryder glukose for at producere ATP.
Chippen kan levere op til 180 mikrowatt. Dette er ifølge udviklerne nok til at drive implantater med ultra-lav energi.
”Det bliver snart almindeligt at installere implantater til personer med rygmarvsskader. I sådanne tilfælde har vi brug for en enhed, som vi opfandt for at generere energi, siger en af forfatterne til undersøgelsen, Benjamin Rapoport, der arbejder som en del af det fælles Harvard-MIT-program til udvikling af sundhedsvidenskab og teknologi (Health Sciences and Technology Program). Chippen giver patienter mulighed for at bevæge deres arme og ben igen.
Salgsfremmende video:
Det sandsynlige sted for chipimplantation er det såkaldte subaraknoidale rum. Dette er hulrummet mellem hjernehinderne fyldt med cerebrospinalvæske (CSF).
CSF giver et passende miljø til implanterbare brændselsceller. For det første forventes et minimalt immunrespons fra kroppen. For det andet indeholder det hundreder af gange mindre protein end for eksempel i blodet, derfor er det mindre sandsynligt, at chippen bliver overgroet med væv. For det tredje er der et tilstrækkeligt niveau af glukose i cerebrospinalvæsken.
Implantatets sikkerhed er blevet verificeret af forskere i beregninger af glukoseforbrug og iltbalanceanalyse. Den anslåede andel anvendt glukose var således fra 2,8 til 28% af den periodisk fornyede mængde, hvilket ikke skulle forårsage bivirkninger.
Ifølge forskerne er chippen endnu ikke testet på dyr og mennesker, men dette udviklingsstadium ligger i forskernes umiddelbare planer.
En artikel i magasinet PLoS ONE fortæller mere om chippen.
