Tip 1 diyabette vücut insülin üretmez. Bu, hastaların kan şekeri seviyelerini düzenlemek için hormonu dışarıdan almaları gerektiği anlamına gelir. Günümüzde bu, çoğunlukla doğrudan vücuda bağlı insülin pompaları aracılığıyla yapılmaktadır. Bu cihazlar ve kalp pilleri gibi diğer tıbbi uygulamalar, şu anda birincil olarak tek kullanımlık veya şarj edilebilir pillerden sağlanan güçle karşılanan güvenilir bir enerji kaynağı gerektirir.
Şimdi, Basel'deki ETH Zürih'teki Biyosistem Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nden Martin Fussenegger liderliğindeki bir araştırma ekibi, görünüşte fütüristik bir fikri uygulamaya koydu. Elektrik enerjisi üretmek için dokudaki fazla kan şekerini (glikoz) kullanan vücuda yerleştirilebilir bir yakıt hücresi geliştirdiler. Araştırmacılar yakıt hücresini, grupları tarafından birkaç yıl önce geliştirilen yapay beta hücreleriyle birleştirdiler. Bunlar, bir düğmeye dokunarak insülin üretiyor ve pankreastaki doğal rol modelleri gibi kan şekerini etkili bir şekilde düşürüyor.
Fussenegger, “Özellikle Batılı sanayileşmiş ülkelerdeki birçok insan, günlük yaşamda ihtiyaç duyduklarından daha fazla karbonhidrat tüketiyor. Bu bize, biyomedikal cihazlara güç sağlamada elektrik üretmek için bu fazla metabolik enerjiyi kullanma fikrini verdi.” diyor.
Yakıt hücresinin kalbinde, Fussenegger'in ekibinin bu uygulama için özel olarak oluşturduğu, bakır bazlı nanopartiküllerden yapılmış bir anot (elektrot) bulunuyor. Bakır bazlı nanoparçacıklardan oluşuyor ve bir elektrik devresini harekete geçiren elektrik üretmek için glikozu glukonik asit ve bir protona ayırıyor. Dokunmamış bir kumaşa sarılı ve tıbbi kullanım için onaylanmış bir alg ürünü olan aljinatla kaplanmış olan yakıt hücresi, derinin altına yerleştirilebilen küçük bir çay poşetini andırıyor. Aljinat vücut sıvısını emiyor ve glikozun dokudan içerideki yakıt hücresine geçmesine izin veriyor.
İkinci adımda, araştırmacılar yakıt hücresini yapay beta hücreleri içeren bir kapsülle birleştirdiler. Bunlar, elektrik akımı veya mavi LED ışık kullanılarak insülin üretmek ve salgılamak için uyarılabiliyor. Fussenegger ve meslektaşları bir süre önce bu tür tasarım hücrelerini çoktan test ettiler.
Sistem, sürekli güç üretimini ve kontrollü insülin dağıtımını birleştiriyor. Yakıt hücresi fazla glikozu kaydeder kaydetmez, güç üretmeye başlıyor. Bu elektrik enerjisi daha sonra hücreleri insülin üretmeye ve kana salmaya teşvik etmek için kullanılıyor. Sonuç olarak, kan şekeri normal bir seviyeye düşüyor. Belirli bir eşik değerinin altına düştüğünde elektrik ve insülin üretimi duruyor.
Mevcut sistem sadece bir prototiptir. Araştırmacılar bunu farelerde başarılı bir şekilde test etmelerine rağmen, onu pazarlanabilir bir ürün haline getiremiyorlar. Fussenegger, “Böyle bir cihazı piyasaya sürmek, mali ve insan kaynaklarımızın çok ötesindedir.” dedi.
Şimdi, Basel'deki ETH Zürih'teki Biyosistem Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nden Martin Fussenegger liderliğindeki bir araştırma ekibi, görünüşte fütüristik bir fikri uygulamaya koydu. Elektrik enerjisi üretmek için dokudaki fazla kan şekerini (glikoz) kullanan vücuda yerleştirilebilir bir yakıt hücresi geliştirdiler. Araştırmacılar yakıt hücresini, grupları tarafından birkaç yıl önce geliştirilen yapay beta hücreleriyle birleştirdiler. Bunlar, bir düğmeye dokunarak insülin üretiyor ve pankreastaki doğal rol modelleri gibi kan şekerini etkili bir şekilde düşürüyor.
Fussenegger, “Özellikle Batılı sanayileşmiş ülkelerdeki birçok insan, günlük yaşamda ihtiyaç duyduklarından daha fazla karbonhidrat tüketiyor. Bu bize, biyomedikal cihazlara güç sağlamada elektrik üretmek için bu fazla metabolik enerjiyi kullanma fikrini verdi.” diyor.
Yakıt hücresinin kalbinde, Fussenegger'in ekibinin bu uygulama için özel olarak oluşturduğu, bakır bazlı nanopartiküllerden yapılmış bir anot (elektrot) bulunuyor. Bakır bazlı nanoparçacıklardan oluşuyor ve bir elektrik devresini harekete geçiren elektrik üretmek için glikozu glukonik asit ve bir protona ayırıyor. Dokunmamış bir kumaşa sarılı ve tıbbi kullanım için onaylanmış bir alg ürünü olan aljinatla kaplanmış olan yakıt hücresi, derinin altına yerleştirilebilen küçük bir çay poşetini andırıyor. Aljinat vücut sıvısını emiyor ve glikozun dokudan içerideki yakıt hücresine geçmesine izin veriyor.
İkinci adımda, araştırmacılar yakıt hücresini yapay beta hücreleri içeren bir kapsülle birleştirdiler. Bunlar, elektrik akımı veya mavi LED ışık kullanılarak insülin üretmek ve salgılamak için uyarılabiliyor. Fussenegger ve meslektaşları bir süre önce bu tür tasarım hücrelerini çoktan test ettiler.
Sistem, sürekli güç üretimini ve kontrollü insülin dağıtımını birleştiriyor. Yakıt hücresi fazla glikozu kaydeder kaydetmez, güç üretmeye başlıyor. Bu elektrik enerjisi daha sonra hücreleri insülin üretmeye ve kana salmaya teşvik etmek için kullanılıyor. Sonuç olarak, kan şekeri normal bir seviyeye düşüyor. Belirli bir eşik değerinin altına düştüğünde elektrik ve insülin üretimi duruyor.
Mevcut sistem sadece bir prototiptir. Araştırmacılar bunu farelerde başarılı bir şekilde test etmelerine rağmen, onu pazarlanabilir bir ürün haline getiremiyorlar. Fussenegger, “Böyle bir cihazı piyasaya sürmek, mali ve insan kaynaklarımızın çok ötesindedir.” dedi.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
