Binghamton Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, gastrointestinal sistemdeki ve özellikle ince bağırsaktaki sağlık sorunlarını tespit edebilen kameralar gibi sindirilebilir cihazlara güç sağlayabilen bir mikrobiyal yakıt hücresi geliştirdiler. Yakıt hücresi, yalnızca besin açısından zengin bağırsak sıvısıyla karşılaştıklarında filizlenen ve aktif hale gelen uyku halindeki Bacillus subtilis endosporlarını içeriyor. Bir başka aktivite kontrolü de, yakıt hücresinin yalnızca ince bağırsağın nötr pH'ına ulaştığında aktifleşmesine izin veren pH'a duyarlı bir zardan oluşuyor. Bu teknoloji, akmaya başladıkları veya vücutta hasar gördükleri takdirde sağlık riski oluşturabilecek geleneksel pillere bir alternatif sağlayabilir.

Bağırsakları nasıl takip edebiliriz?

Bir seçenek, yutulduktan sonra gastrointestinal sistemden geçecek ve ulaşılması zor alanların paha biçilmez görüntülerini sağlayacak bir hap şeklindeki sindirilebilir bir kameradır. Bu çözüm zarif olsa da, cihaza güvenilir ve güvenli bir şekilde güç sağlamanın bir yolunu bulmak zor olabilir. Geleneksel piller bir güvenlik riski oluşturabilir ve cihazın bir süre GI kanalında kalması amaçlanırsa pilleri bitebilir. Diğer bir seçenek de, bağırsaktaki besin açısından zengin sıvıyı sözde bir biyo-bataryaya güç sağlamak için kullanmaktır.

Yeni biyopilin baş geliştiricilerinden biri olan Seokheun "Sean" Choi, “İnce bağırsakta ulaşılamayan bazı bölgeler var ve bu nedenle bu sorunu çözmek için sindirilebilir kameralar geliştirildi. Görüntüleme ve fiziksel algılama, hatta ilaç dağıtımı gibi birçok şeyi yapabilirler. Sorunsa; güç. Mevcut elektronik cihazlar, sınırlı bir enerji bütçesi olan ve uzun süre çalışamayan birincil piller kullanıyor.” diye açıkladı.

Bu yeni paradigmada, besin açısından zengin bağırsak sıvısı biyobataryaya giriyor ve ardından içindeki bakteriler bununla beslenmeye başlıyor ve bu süreçte az miktarda elektrik üretiyor. Şimdiye kadar, teknoloji kavram kanıtlama aşamasında ve araştırmacılar bunu bir biyo pili simüle edilmiş bağırsak sıvısına batırarak test ettiler ve pilin 470 µA cm-2'lik bir akım yoğunluğu ve 98'lik bir güç yoğunluğu üretebileceğini gösterdiler. µW cm−2 araştırmacılara, sindirilebilir cihazlara enerji verme potansiyeline sahip olduğunu düşündürüyor.

Bununla birlikte, teknolojinin insanlarda test edilmeye uygun hale gelmesinden önce yapılacak daha çok iş var. Araştırmacılar, biyopille çalışan cihazları daha gelişmiş özelliklerle donatabilmeleri için sistemin üretebileceği elektrik miktarını artırmaya çalışıyorlar. Halihazırda pH'a duyarlı malzemeler kullanarak sistemi zekice ince bağırsağa özgü hale getirdiler.

Seokheun "Sean" Choi, “Mikro yakıt hücrenizin ince bağırsakta seçici olarak çalışmasını nasıl mı sağlıyoruz? Aktif hale gelmesi için belirli koşullar gerektiren pH'a duyarlı bir zar kullanıyoruz. Mide-bağırsak sistemimize baktığınızda, yemek borusunun pH'ı nötrdür, ince bağırsakla aynıdır, ancak geçiş süresi sadece 10 saniyedir. Bu bölgede aktifleşmeyecek ve midede asla çalışmayacaktır çünkü midenin pH'ı çok düşüktür. Sadece ince bağırsakta çalışır.” diye ekledi.

Kaynak: https://www.medgadget.com/