Исследователи Массачусетского технологического института разработали миниатюрные батареи для проглатываемых электронных устройств. Их изготовили из материалов, безопасных для человека, поэтому после прохождения через желудочно-кишечный тракт элементы питания могут разрушаться и поглощаться организмом. Такой подход одновременно повышает безопасность устройств и снижает экологическую нагрузку.
Батарея вырабатывает напряжение 1,84 вольта. В экспериментах она обеспечила работу двух систем: радиочастотной метки RFID, способной передавать сигнал из желудка, и капсулы, подающей слабый электрический импульс на стенку желудка. Стимуляция должна усиливать выработку грелина — гормона, связанного с чувством голода.
В качестве анода учёные использовали магний, а катода — триоксид молибдена. В состав также вошёл гелевый электролит с ионной жидкостью, а вся конструкция рассчитана на биорастворение. Батареи выпускали в двух вариантах: в форме диска диаметром 7,5 миллиметра и прямоугольного элемента длиной 24 миллиметра.
Испытания в растворе, имитирующем желудочный сок, показали, что батареи сохраняют обычную работоспособность примерно три дня. Затем их характеристики постепенно ухудшаются, а полностью конструкция разрушается в течение нескольких недель. По словам профессора машиностроения MIT и гастроэнтеролога Джованни Траверсо, выбор материалов определялся их относительной безопасностью для человека.
Прямоугольный элемент встроили в ранее разработанную капсулу для электрической стимуляции желудка. В опытах на животных 20 минут воздействия повышали уровень грелина примерно на 50 процентов, а батарея могла непрерывно питать устройство до трёх дней. Такая технология потенциально применима при заболеваниях, сопровождающихся тошнотой или потерей аппетита, включая кахексию — снижение массы тела при раке и других хронических болезнях.
Дисковую версию батареи также установили в RFID-систему, предназначенную для контроля соблюдения графика приёма лекарств. В отличие от ранее использовавшейся пассивной системы SAFARI, новая метка получает питание от батареи и передаёт сигнал из желудочно-кишечного тракта на расстояние до 1,5 метра. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Chemical Engineering, а клиническое испытание SAFARI исследователи планируют начать примерно через два года; о разработке сообщается на сайте MIT News.