Ameerika Ühendriikide teadlased töötasid välja uue seadme, mis on võimeline andma energiat mõnele meditsiinilisele implantaadile. Inimese pähe mahtuv räni-plaatinapõhine kiip toodab elektrit glükoosist.
On teada, et kõik uus on vana unustatud: idee kasutada glükoosi elektrienergia allikana ei ole uus. Veel 1970. aastatel tõestasid eksperdid, et südamestimulaatoreid saab glükoosiga "toita". Sellest arengust loobuti aga võimsamate liitiumioonakude kasuks.
Vahepeal on glükoos elusolendite energiaallikas. Inimese kehas viib süsivesikute lagunemine selle moodustumiseni.
Rakkude glükoosi muundamine energiaks toimub glükolüüsi käigus. Sel juhul toimub glükoosi lõhustamine ja nukleotiidi adenosiintrifosfaadi (või ATP) moodustumine, mis on universaalne energiaallikas kõigi elusüsteemides toimuvate biokeemiliste protsesside jaoks.
Selle inimkeha peaaegu piiramatu energia kasutamiseks implantaatide heaks on Ameerika Ühendriikide teadlased loonud ränil põhineva pooljuht-elektroonilise kiibi.
See ei kasutanud orgaanilisi komponente: kiip koosneb plaatinakatalüsaatorist, mis eemaldab elektronid glükoosi molekuli moodustavatest aatomitest, jäljendades seega ATP tootmiseks glükoosi lagundavate rakuensüümide aktiivsust.
Kiip suudab edastada kuni 180 mikrovatti. Arendajate sõnul piisab sellest ülimadalate energiatarbega implantaatide toitmiseks.
“Implantaadid muutuvad peagi seljaaju vigastustega inimestele tavapäraseks. Sellistel juhtudel vajame energia genereerimiseks seadet, mille oleme leiutanud, ütleb uuringu üks autoritest Benjamin Rapoport, kes töötab Harvardi ja Massachusettsi ühise tehnikainstituudi terviseteaduste ja tehnoloogia programmi osana. Kiip võimaldab patsientidel uuesti käsi ja jalgu liigutada.
Reklaamvideo:
Kiibi implanteerimise oletatav koht on nn subaraknoidne ruum. See on tserebrospinaalvedelikuga (CSF) täidetud ajukelme vaheline õõnsus.
CSF pakub implanteeritavate kütuseelementide jaoks sobivat keskkonda. Esiteks eeldatakse keha minimaalset immuunvastust. Teiseks sisaldab see sadu kordi vähem valku kui näiteks veres, seetõttu on vähem tõenäoline, et kiip kasvab koega üle. Kolmandaks on tserebrospinaalvedelikus piisav glükoosi tase.
Implantaadi ohutust on teadlased kontrollinud glükoositarbimise arvutustes ja hapniku tasakaalu analüüsis. Seega oli kasutatud glükoosi hinnanguline osakaal 2,8–28% perioodiliselt uuendatud kogusest, mis ei tohiks põhjustada kõrvaltoimeid.
Teadlaste sõnul ei ole kiipi veel loomade ja inimeste peal testitud, kuid see arenguetapp on teadlaste lähiplaanides.
Ajakirja PLoS ONE artikkel räägib kiibist lähemalt.
