Neurální implantáty a cukr

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrů - Foto:  MIT,  Sarpeshkar Lab

Největší z glukózových palivových článků s hranou 64 nanometrůFoto:  MIT, Sarpeshkar Lab

Problém napájení tělních implantátů má „jednoduché“ řešení. Stačí je napájet z těla pacienta.

Napájení lékařských implantátů umístěných v těle představuje velký problém. Ten vyřešíme ve chvíli, kdy se tyto elektronické implantáty budou umět „živit“ ze stejného zdroje jako buňky. Lidské buňky přitom získávají energii z jednoduchého cukru glukózy, která se nachází v tělních tekutinách. Na Massachussettském technologickém institutu v tomto směru udělali velký pokrok. 

Místo mitochondrií palivové články 

Jejich cílem bylo vytvoření energeticky naprosto soběstačných neurálních implantátů. Řada z nich pomáhá paralyzovaným pacientům při pohybu končetin. Nutnou podmínkou funkce implantátů je sledování komunikace v mozkových buňkách a to vyžaduje stálý přísun energie. Před vědci stojí otázka, zda je možné elektroniku napájet pomocí integrovaných palivových mikročlánků, které budou syceny glukózou z mozkomíšního moku. Inženýři z MIT nyní testují, zda bude možné palivové články zabudovat přímo do struktury křemíkového mikročipu. 

Buňky v principu žijí z energie elektronů, které jsou v glukóze obsaženy. Využívají ji ke tvorbě speciální chemické sloučeniny (ATP, adenosin trifosfát), která transportuje energii přímo na místa určení. Tato sloučenina vzniká v buněčných mitochondriích. V případě malých neurálních implantátů budou v roli mitochondrií palivové mikročlánky, které využijí energii elektronů na výrobu slabého elektrického proudu. Elektrický výkon se v tomto případě pohybuje v oblasti stovek mikrowattů. 

Mikročip s nanosoučástkami 

Součástí navrhovaného mikročlánku je např. platinová nanoanoda, která oxiduje molekuly glukózy, a nanokatoda vyrobená z jednostěnných uhlíkových nanotrubiček. Na ní se zase kyslík chemicky redukuje na vodu. Aby prostřednictvím těchto dvou komponent nedošlo ke zkratování obvodu, jsou od sebe katoda a anoda odděleny – anoda je odstíněna, zatímco katoda je vystavena prostředí těla. 

Tento výzkum je zatím ve stadiu modelů a prototypů, ale výzkumníci předpokládají, že tato koncepce je realistická. Jedním z argumentů je fakt, že se nepředpokládá imunitní reakce při kontaktu mikroelektronického zařízení s mozkomíšním mokem. Ten totiž neobsahuje buňky imunitního systému. 

Zdroje: Popular Science, PhysOrg, MIT, PLOS One 

Autor:  Pavel Vachtl
Pořad: Nula-jednička  |  Stanice: ČRo Leonardo
Čas vysílání: Pořad jsme vysílali do 28. února 2013.  
 

Nové články v rubrice

  • 2. září  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Budeme mít na svých telefonech holografické displeje?

    Holografický obraz není ve videotechnice zatím příliš rozšířen. Přesto se objevují zprávy o tom, že si možná budeme moci již za pár let koupit chytrý mobilní telefon, který bude vybaven malým “holografickým” disple...

     
  • 1. září  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Mobil jako tepelná sonda

    Iphone může za pomoci speciálního adaptéru získat schopnost zobrazovat tepelné záření v infračerveném oboru spektra a stát se tak jakousi sondou pro mapování zdrojů tepla, tepelných anomálií či kamerou pro noční vi...

     
  • 29. srpna  2014 v 15:00       rubrika: Technologie

    Velká hybridní elektrárna na Jamajce

    Americká firma WindStream Technologies instalovala v jamajském hlavním městě Kingstonu doposud největší kombinovanou solárně-větrnou elektrárnu na světě.

     
 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Leonardo Plus

« »
Pozemský cestopis s Václavem Cílkem - Foto: Vladimír Staněk

Krajina a čas v Hájkově Kronice české

Návrat k velikému vypravěči. 30. srpna

 
Cestopis architektury se Zdeňkem Lukešem - Foto: Vladimír Staněk

Plečnikovy Zahrady Pražského hradu

Po stopách jedinečné rekonstrukce. 23. srpna

 
Cestopis přírody s Jaroslavem Petrem - Foto: Vladimír Staněk

Ohrožují invazní rostliny naši přírodu?

Invaze vetřelců. 16. srpna

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Zatmění a zákryty

Co se ve vesmíru zakrývá? 8. srpna

 
Cestopis sítí s Josefem Šlerkou - Foto: Vladimír Staněk

Manipulované soukromí

Data nejen na sociálních sítích. 2. srpna

 
Cestopis evoluce s Markem Váchou - Foto: Vladimír Staněk

O eugenice

Její vývoj od časů Platóna po současnost. 26. července

 

Meteor

Sopky: Nejmladší sopky v Čechách Mýtina a Železná hůrka

Opravdu nejmladší české sopky najdete v okolí Chebu. Jsou to malé erupce, ke kterým došlo zhruba před...

Mozaika

Výzkum trávníků v naší krajině

Naše krajina prochází v posledních desetiletích mnoha proměnami, a to se podle vědeckých výzkumů odráží...

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2014 Český rozhlas