211service.com
Galia iš gliukozės
Mokslininkai gyvam gyvūnui implantavo pirmąją funkcinę gliukozės biokuro ląstelę. Skirtingai nuo baterijų, tiekiančių maitinimą implantams, elektros energijos generavimo įrenginio gali nereikėti chirurginiu būdu išimti ir pakeisti, nes gliukozė yra potencialiai neribotas energijos šaltinis.
Saldi galia: Mokslininkai į žiurkės pilvo ertmę implantavo gliukoze maitinamą prietaisą ir matavo jo veikimą tris mėnesius. Gliukozės prietaisą sudaro elektrodai, pagaminti iš suspaustų grafito diskų, kuriuose yra fermentų, katalizuojančių gliukozės oksidaciją. Elektrodai yra dializės maišelyje, kuris išlaiko fermentus viduje, bet leidžia gliukozei ir deguoniui tekėti.
Prietaisas naudoja fermentus, kad gautų energiją iš natūraliai organizme esančios gliukozės ir deguonies. Ankstesni bandymai naudoti tokį prietaisą su gyvūnais buvo nesėkmingi, nes fermentams reikėjo rūgščių sąlygų arba juos slopino įkrautos dalelės skystyje aplink ląsteles. Tačiau Philippe'as Cinquinas ir jo komanda iš Josepho Fourier universiteto Grenoblyje, Prancūzijoje, įveikė šias kliūtis, apribodami pasirinktus fermentus grafito diskuose, kurie buvo dedami į dializės maišelius. Gliukozė ir deguonis tekėjo į prietaisą, tačiau fermentai liko vietoje ir katalizavo gliukozės oksidaciją, kad susidarytų elektros energija.
Komanda chirurginiu būdu implantavo prietaisą į dviejų žiurkių pilvo ertmę. Maksimali įrenginio galia buvo 6,5 mikrovatai, o tai priartėja prie 10 mikrovatų, kurių reikalauja širdies stimuliatoriai. Vienos žiurkės galia išliko apie 2 mikrovatus 11 dienų, o kitos žiurkės šlapime tris mėnesius buvo rasta šalutinių gliukozės oksidacijos produktų, o tai rodo, kad prietaisas veikia mažiausiai tiek ilgai. Tai didelis proveržis implantuojamų biokuro elementų srityje, sako Sent Luiso universiteto elektrochemikė Shelley Minteer.
Tai gana įdomus dokumentas, kuris pirmą kartą parodo, kad elektros energiją galima generuoti iš kūno skysčių, sako Itamaras Willneris, biomolekulinis chemikas iš Jeruzalės hebrajų universiteto.
Ši technologija gali būti naudojama įvairioms reikmėms, pavyzdžiui, nervų ir kaulų augimo stimuliatoriams, vaistų tiekimo įtaisams, insulino pompoms ir biosensoriams, sako Eileen Yu, Niukaslio universiteto chemijos inžinierė. Tačiau ji sako, kad susirūpinimą kelia tai, ar fermentai išlieka stabilūs ilgą laiką. Ir turėtų būti pagerintas elektronų perdavimo tarp fermentų ir elektrodų efektyvumas, sako ji.
Cinquin mano, kad jo komanda gali pagerinti savo efektyvumą. Esu nusiteikęs optimistiškai, kad būsimose versijose gausime dešimtis milivatų, sako jis.
Be to, autoriai norėtų ilgesnį laiką išbandyti prietaisą su didesniais gyvūnais, patobulinti jo dizainą ir įtraukti biologiškai suderinamas medžiagas. Jei pramonė ras noro įsitraukti į biokuro elementų technologinę plėtrą, esu tikras, kad biokuro elementai bus naudojami medicininiams implantams gaminti per labai trumpą laiką, sako Willneris.