211service.com
Jauda no glikozes
Zinātnieki dzīvam dzīvniekam ir implantējuši pirmo funkcionālo glikozes biodegvielas šūnu. Atšķirībā no baterijām, kas piegādā enerģiju implantiem, strāvas ģenerēšanas ierīce var nebūt ķirurģiski jānoņem un jānomaina, jo glikoze ir potenciāli neierobežots enerģijas avots.
Salds spēks: Zinātnieki implantēja ar glikozi darbināmu ierīci žurkas vēdera dobumā un mērīja tās veiktspēju trīs mēnešus. Glikozes ierīce sastāv no elektrodiem, kas izgatavoti no saspiestiem grafīta diskiem, kas satur enzīmus, kas katalizē glikozes oksidāciju. Elektrodi atrodas dialīzes maisiņā, kas notur enzīmus iekšpusē, bet ļauj plūst glikozei un skābeklim.
Ierīce izmanto fermentus, lai iegūtu enerģiju no glikozes un skābekļa, kas dabiski atrodams organismā. Iepriekšējie mēģinājumi izmantot šādu ierīci dzīvniekiem ir bijuši neveiksmīgi, jo fermentiem bija nepieciešami skābi apstākļi vai tos inhibēja lādētas daļiņas šķidrumā, kas atrodas apkārt šūnās. Taču Filips Činkvins un viņa komanda no Džozefa Furjē universitātes Grenoblē, Francijā, pārvarēja šos šķēršļus, ierobežojot atlasītos fermentus grafīta diskos, kas tika ievietoti dialīzes maisiņos. Glikoze un skābeklis ieplūda ierīcē, bet fermenti palika savā vietā un katalizēja glikozes oksidāciju, lai radītu elektrisko enerģiju.
Komanda ķirurģiski implantēja ierīci divu žurku vēdera dobumā. Ierīces maksimālā jauda bija 6,5 mikrovati, kas tuvojas elektrokardiostimulatoriem nepieciešamajiem 10 mikrovatiem. Vienai žurkai jauda saglabājās aptuveni divi mikrovati 11 dienas, un otras žurkas urīnā trīs mēnešus bija glikozes oksidācijas blakusprodukti, kas liecina, ka ierīce darbojas vismaz tik ilgi. Tas ir liels sasniegums implantējamo biodegvielas šūnu jomā, saka Sentluisas universitātes elektroķīmiķe Šellija Mintēre.
Tas ir diezgan interesants dokuments, kas pirmo reizi parāda, ka no ķermeņa šķidrumiem var ģenerēt elektrisko enerģiju, saka Itamar Willner, biomolekulārais ķīmiķis no Jeruzalemes Ebreju universitātes.
Šo tehnoloģiju varētu izmantot dažādiem lietojumiem, piemēram, nervu un kaulu augšanas stimulatoriem, zāļu ievadīšanas ierīcēm, insulīna sūkņiem un biosensoriem, saka Eileen Yu, Ņūkāslas universitātes ķīmijas inženiere. Viņa saka, ka bažas rada tas, vai fermenti ilgstoši paliek stabili. Viņa saka, ka ir jāuzlabo elektronu pārnešanas efektivitāte starp fermentiem un elektrodiem.
Činkvins uzskata, ka viņa komanda var uzlabot savu efektivitāti. Esmu optimistisks, ka turpmākajās versijās mēs iegūsim desmitiem milivatu, viņš saka.
Pēc tam autori vēlētos pārbaudīt ierīci ilgāku laiku ar lielākiem dzīvniekiem, uzlabot tās dizainu un iekļaut bioloģiski saderīgus materiālus. Ja nozare atradīs vēlmi iesaistīties biodegvielas šūnu tehnoloģiskajā attīstībā, esmu pārliecināts, ka biodegvielas šūnu izmantošana medicīnisko implantu darbināšanai tiks realizēta ļoti īsā laika periodā, saka Vilners.