Yhdysvaltojen tiedemiehet kehittivät uuden laitteen, joka pystyy toimittamaan energiaa joillekin lääketieteellisille implantteille. Ihmisen päähän sopiva pii-platinapohjainen siru tuottaa sähköä glukoosista.
Tiedetään, että kaikki uusi on unohdettu vanha: ajatus glukoosin käytöstä sähköenergian lähteenä ei ole uusi. 1970-luvulla asiantuntijat todistivat, että sydämentahdistimia voidaan ruokkia glukoosilla. Tästä kehityksestä luovuttiin kuitenkin tehokkaampien litiumioniakkujen hyväksi.
Samaan aikaan glukoosi on energialähde eläville olennoille. Ihmiskehossa hiilihydraattien hajoaminen johtaa sen muodostumiseen.
Glukoosin muuntuminen energiaksi soluille tapahtuu glykolyysin aikana. Tässä tapauksessa tapahtuu glukoosin jakautuminen ja nukleotidiadenosiinitrifosfaatin (tai ATP) muodostuminen, joka on universaali energialähde kaikille elävissä systeemeissä esiintyville biokemiallisille prosesseille.
Yhdysvaltalaisten tutkijoiden on luotu piipohjainen puolijohde-elektroninen siru, jotta tätä ihmiskehon lähes rajattomaa energiaa voidaan käyttää implanttien hyödyntämiseen.
Se ei käyttänyt orgaanisia komponentteja: siru koostuu platinakatalyytistä, joka poistaa elektroneja glukoosimolekyylin muodostavista atomista ja jäljittelee siten soluentsyymien aktiivisuutta, jotka hajottavat glukoosin ATP: n tuottamiseksi.
Siru pystyy toimittamaan jopa 180 mikrowattia. Kehittäjien mukaan tämä riittää käyttämään erittäin vähän energiaa käyttäviä implantteja.
Pian on yleistä asentaa implantit selkäytimen vammoille. Tällaisissa tapauksissa tarvitsemme laitteen, jonka olemme keksineet energian tuottamiseksi, kertoo yksi tutkimuksen kirjoittajista, Benjamin Rapoport, joka toimii osana Harvardin ja Massachusettsin teknisen instituutin terveystieteitä ja teknologiaohjelmaa. Sirun avulla potilaat voivat liikuttaa käsiään ja jalkojaan uudelleen.
Mainosvideo:
Epäilty siruistutuksen paikka on ns. Subaraknoidinen tila. Tämä on aivokalvojen välinen ontelo, joka on täynnä aivo-selkäydinnestettä (CSF).
CSF tarjoaa sopivan ympäristön implantoitaville polttokennoille. Ensinnäkin elimistöltä odotetaan minimaalista immuunivastetta. Toiseksi se sisältää satoja kertoja vähemmän proteiinia kuin esimerkiksi veressä, joten on vähemmän todennäköistä, että siru kasvaa kudoksella. Kolmanneksi aivo-selkäydinnesteessä on riittävä määrä glukoosia.
Tutkijat ovat varmistaneet implantin turvallisuuden glukoosinkulutuksen laskemisessa ja happitasapainoa koskevassa analyysissä. Siten arvioitu käytetyn glukoosin osuus oli 2,8 - 28% säännöllisesti uusitusta määrästä, mikä ei saisi aiheuttaa sivuvaikutuksia.
Tutkijoiden mukaan sirua ei ole vielä testattu eläimillä ja ihmisillä, mutta tämä kehitysvaihe on tutkijoiden välittömissä suunnitelmissa.
PLoS ONE -lehden artikkeli kertoo enemmän sirusta.