Ученые превращают сахар в крови человека в электричество: как это работает

Вам просто нужен топливный элемент под кожей.

Исследователи из ETH Zurich воспользовались способностью человеческого организма вырабатывать электричество, чтобы показать, как размещение топливного элемента под кожей может превратить сахар в крови в энергию.

В опубликованной в Advanced Materials статье исследовательская группа под руководством Мартина Фуссенеггера показывает, что избыток сахара в крови может даже питать медицинские устройства, такие как инсулиновые помпы и, возможно, кардиостимуляторы.

«Многие люди, особенно в промышленно развитых странах Запада, потребляют больше углеводов, чем им нужно в повседневной жизни», — говорит Фассенгер в пресс-релизе. «Это натолкнуло нас на мысль использовать эту избыточную метаболическую энергию для производства электроэнергии для питания биомедицинских устройств».

Новый топливный элемент команды основан на электроде из наночастиц на основе меди, разработанном специально для этого применения на факультете биосистемных наук и инженерии ETH Zurich в Базеле. Он обернут специальным нетканым материалом и покрыт веществом под названием альгинат, которое производится из водорослей и часто используется в медицинской сфере. Этот топливный элемент в тканевой оболочке затем можно имплантировать под кожу, где альгинат может действовать двойная задача: поглощение телесных жидкостей и открытие двери для поступления глюкозы в топливный элемент. И как только он окажется там, его можно будет подключить к капсуле, содержащей искусственные бета-клетки — искусственные имитаторы клеток, которые производят инсулин в нашем организме.

Часть топливного элемента этого дуэта питается от глюкозы, которая поглощается и расщепляется клеткой для выработки электричества. Затем это электричество попадает в капсулу с искусственными бета-клетками, где побуждает их производить и выделять инсулин в кровь. Затем система способна вернуть уровень сахара в крови человека к нормальному уровню и отключить выработку инсулина до тех пор, пока не будет обнаружен новый всплеск уровня сахара в крови.

«Новая система, — говорит Фюссенеггер, — автономно регулирует уровень инсулина и глюкозы в крови и в будущем может быть использована для лечения диабета».

Команда утверждает, что в организме вырабатывается достаточно электричества, чтобы не только питать эти искусственные бета-клетки, но и позволить всей системе потенциально взаимодействовать с внешними устройствами. Это позволит пользователям настраивать свою инсулиновую помпу прямо со своих телефонов.

Продукт был успешно протестирован на мышах, но Фюссенеггер говорит, что у его команды нет финансов, чтобы довести эту идею до коммерчески жизнеспособного уровня. Надеюсь, они скоро найдут партнера.

Тим Ньюкомб — журналист, проживающий на северо-западе Тихого океана. Он рассказывает о стадионах, кроссовках, снаряжении, инфраструктуре и многом другом для различных изданий, включая «Популярную механику». Среди его любимых интервью — беседы с Роджером Федерером в Швейцарии, Коби Брайантом в Лос-Анджелесе и Тинкером Хэтфилдом в Портленде.

Генная терапия следующего уровня с помощью мега-ДНК-вируса

Стирание памяти и психоделики... Для науки!

Омолаживающий парень берет кровь у сына

Борьба со старением может начаться с кишечника

Еще один ребенок родился с ДНК трех человек

Геном человека только что получил серьезное обновление

«Горячие зоны» мозга увеличились за несколько мгновений до смерти

Мозг стареет медленнее у коренных племен Амазонки

Как конвейер по сборке лекарств может быстрее спасти жизни

Генетики создали организм, невосприимчивый ко всем вирусам

Николас Кейдж утверждает, что имел воспоминания из утробы матери

Новое исследование меняет возможности во время сна