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

  • 5. března  2015 v 13:00     Fotogalerie  rubrika: Technologie

    Všesměrový magnetický výtah

    Evropský koncern ThyssenKrupp vyvíjí nový typ výtahu bez lan a kabelů, který je schopen přemísťovat kabiny s pasažéry nejen vertikálně, ale také do všech horizontálních směrů.

     
  • 3. března  2015 v 16:00       rubrika: Technologie

    Řiditelné kulky

    Americká vojensko-výzkumná agentura Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) podporuje vývoj speciálních kulek, které jsou schopny měnit směr během letu. Mohou tak sledovat a zasahovat cíle, které se po výstřelu...

     
  • 2. března  2015 v 16:00       rubrika: Technologie

    Hyperloop čili rychlodráha podle Elona Muska spatří světlo světa

    Nezávislé sdružení Hyperloop Transportation Technologies chce v roce 2016 začít stavět 8 kilometrů dlouhý zkušební okruh potrubní rychlodráhy Hyperloop. Jmenovitě půjde o oblast Quay Valley ve střední Kalifornii. Zde...

     
 

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

Britští excentrici, kteří změnili svět

Muži robinzonovského ducha. 7. března

 
Cestopis architektury se Zdeňkem Lukešem - Foto: Vladimír Staněk

Čtvrť honosných vil

První pražské vily v Bubenči. 18. února

 
Cestopis sítí s Josefem Šlerkou - Foto: Vladimír Staněk

Manipulované soukromí

Data nejen na sociálních sítích. 21. února

 
Cestopis evoluce s Markem Váchou - Foto: Vladimír Staněk

Jak probíhala evoluce genomu?

Migrující geny. 14. února

 
Cestopis hodnot s Tomášem Sedláčkem - Foto: Vladimír Staněk

Co ekonomie neumí?

Matematika často nestačí. 7. února

 
Cestopis přírody s Jaroslavem Petrem - Foto: Vladimír Staněk

Ptačí příběh v dědičné informaci

Ptačí DNA kompletně přečtena. 31. ledna

 

Meteor

Před spaním sviťte málo a žlutým světlem, abyste si nepřeřídili biorytmus

Biologické hodiny živých organismů jsou stále plné záhad. O jejich řízení světlem už ale věda ví hodně....

Mozaika

Moderní metody výzkumu usazených hornin a prachu

Moderní geologické metody odhalují další podrobnosti o vývoji naší planety - konkrétně o usazených horninách,...

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2015 Český rozhlas