Technologie qui utilise l'acide gastrique pour l'alimentation

Des chercheurs de Boston ont mis au point une nouvelle façon d'alimenter les capsules ingestibles.

Une équipe de Brigham and Women's Hospital a mis au point une capsule qui peut être alimentée par une pile galvanique qui tire son jus de l'acide gastrique.

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L'équipe a démontré cela en faisant fonctionner avec succès sa batterie par un thermomètre ingestible. Il a pris des mesures toutes les 12 secondes dans l'estomac d'un cochon pendant six jours.

Les experts dans le domaine disent que même s'il reste encore beaucoup de travail à faire, la recherche pourrait être une étape importante pour améliorer l'utilité à long terme des dispositifs ingestibles.

L'équipe était dirigée par Phillip Nadeau, Ph.D., auteur de l'étude et chercheur postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology (MIT).

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Ils ont annoncé leurs résultats dans Récolte d'énergie prolongée pour les dispositifs ingérables, publié dans la revue Nature Research plus tôt ce mois-ci.

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Utile … jusqu'à ce que la batterie meure

Les appareils ingérables sont des outils utiles pour les médecins.

Ils sont utilisés dans une variété d'applications allant de la simple mesure des signes vitaux à la distribution de médicaments, en passant par les "pil cams", qui fournissent une rétroaction vidéo comme alternative aux moyens de diagnostic plus invasifs.

Ces appareils, en particulier les piles à cames les plus gourmandes en énergie, sont limitées par un manque de puissance. Alors que les appareils les plus simples consomment peu d'énergie, une caméra à piles a tendance à décharger rapidement sa batterie, sans possibilité de recharger celle-ci à l'intérieur du corps.

Dans le but de développer un appareil capable de fournir de l'énergie continue à long terme, l'équipe de recherche s'est tournée vers une veille de classe de science ancienne.

«Une des choses que nous avons commencé à contempler avec nos collaborateurs du département de génie électrique du MIT était une cellule galvanique, essentiellement un décollage de la batterie de citrons souvent explorée à l'école», Giovanni Traverso, Ph. D., co-auteur principal, et instructeur à la Harvard Medical School, a déclaré à Healthline. "Et c'est exactement ce que nous avons fait. Nous avons utilisé le fluide gastrique comme électrolyte, et nous avons utilisé le cuivre et le zinc comme cathode et anode, respectivement, pour générer ce courant. "

PublicitéPublicitéIl ya une équipe d'ingénierie électrique impliquée dans ce travail qui a rassemblé des composants électroniques très intéressants de faible puissance. John Rogers, Rogers Research Group à l'Université de l'Illinois

«Je pense que les chercheurs ont présenté des démonstrations intéressantes d'une cellule électrolytique de type zinc-cuivre pour la puissance», John Rogers, Ph.D., chimiste physique et président de Rogers Research Group à l'Université de l'Illinois, a déclaré à Healthline."Par rapport aux systèmes à base de magnésium plus largement utilisés, l'attrait du zinc est qu'il peut offrir une exploitation à long terme - plusieurs jours, par opposition à un ou deux. Je pense donc que c'est une avancée importante. Il y a une équipe de génie électrique impliquée dans ce travail qui a rassemblé des composants électroniques de faible puissance assez intéressants. Ils avaient des moyens assez intelligents pour optimiser l'utilisation de la puissance et s'adapter aux fluctuations de la puissance provenant de la batterie. "

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Des compétences variées

La technologie, qui associe l'électrochimie à l'ingénierie biomédicale, nécessite des chercheurs aux compétences variées.

«Nous avions un groupe diversifié avec une expertise allant de la conception électronique à l'emballage, la chimie et la médecine», a écrit Nadeau. "Avoir une équipe aussi diversifiée était un atout formidable pour ce travail. Travailler à l'interface de ces différents domaines nous a aidés à trouver et à essayer quelque chose qui était globalement intéressant. "

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" Il y a des défis en matière d'ingénierie électrique, il y a des défis matériels, et il y a aussi des défis liés aux modèles animaux ", a reconnu M. Traverso. "Donc, vous avez vraiment besoin d'une vaste expertise pour se réunir, collaborer et exécuter. Et cela se reflète dans le manuscrit lorsque vous regardez les auteurs et d'où ils viennent. Ils viennent de ministères du génie électrique, du génie chimique et des hôpitaux, et je pense que ce genre de collaboration nécessite vraiment une collaboration pour relever certains des principaux défis. "

Higgins dit que cette approche multidisciplinaire est cruciale - pas seulement dans cette recherche, mais dans d'autres efforts scientifiques.

"En tant que scientifiques et ingénieurs, nous parlons constamment du fait que les collaborations interdisciplinaires étayent certaines des recherches les plus percutantes", écrit-il, "Et cette étude illustre parfaitement cela. "

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Grandes possibilités, grands défis

Cette technologie pourrait soutenir le fonctionnement futur des dispositifs ingestibles.

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La recherche en est encore à ses balbutiements.

Nadeau dit que la miniaturisation de l'appareil et l'utilisation de circuits plus évolués sont une priorité.

Il aimerait aussi explorer des capteurs plus avancés.

Je pense que nous pourrions être assez rapidement chez les humains.Giovanni Traverso, Harvard Medical School

« En fin de compte, ce serait bien si cinq ou 10 ans sur la route, nous pourrions alimenter un long terme ingérables surveillance des signes vitaux avec cette technologie », a déclaré Nadeau. "Essentiellement, une pilule qui pourrait surveiller votre respiration et votre fréquence cardiaque à l'intérieur de l'estomac et la transmettre sans fil pendant une semaine en utilisant l'énergie récupérée de la cellule. "

" Vous pouvez laisser libre cours à votre imagination avec des choses que vous aimeriez mesurer, sentir, capturer, stocker, échantillonner ou même administrer. Genre de toute la gamme ", a déclaré Rogers. "Mais je pense que le menu d'options va être limité par la gamme de fonctionnalités que vous pouvez emballer dans une empreinte relativement petite. Mais alors, la préoccupation primordiale sera de savoir comment l'alimenter. Je pense qu'à l'avenir, il y aura probablement beaucoup d'optimisation que vous pouvez faire. Mais c'est un bon point de départ à coup sûr. «

« En ce qui concerne l'endroit où nous pourrions être dans cinq ou 10 ans, je pense que, selon plus d'intérêt - et cela signifie que la collaboration avec des sponsors potentiels et aussi un financement supplémentaire - Je pense que nous pourrions être chez l'homme assez rapidement », a déclaré Traverso.