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

  • 22. října  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Vědci vytvořili reverzibilní tažný paprsek

    Tým australských vědců vytvořil pomocí laseru tažný (vlečný) paprsek, který lze poprvé v historii používat k pohybu malých částic oběma směry - tedy jako paprsek tažný i tlačný.

     
  • 22. října  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Vědci vytvořili reverzibilní tažný paprsek

    Tým australských vědců vytvořil pomocí laseru tažný (vlečný) paprsek, který lze poprvé v historii používat k pohybu malých částic oběma směry - tedy jako paprsek tažný i tlačný.

     
  • 21. října  2014 v 10:00       rubrika: Technologie

    Nové pokroky na cestě k termojaderné fúzi?

    Nejméně 3 americká vědecká pracoviště a některá další jinde ve světě v posledním měsíci ohlásila pokroky na cestě k řízené termojaderné fúzi. Přesto je zřejmé, že není ještě zdaleka “dobojováno”.

     
 

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

« »
Cestopis přírody s Jaroslavem Petrem - Foto: Vladimír Staněk

Vymírání druhů a činnost člověka

Přirozená součást evoluce? 25. října

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem - Foto: Vladimír Staněk

Jedinečný astronom M. R. Štefánik

Z astronoma generálem a politikem. 18. října

 
Cestopis sítí s Josefem Šlerkou - Foto: Vladimír Staněk

Manipulované soukromí

Data nejen na sociálních sítích. 12. října

 
Cestopis evoluce s Markem Váchou - Foto: Vladimír Staněk

Sexuální selekce

Příroda to tak zařídila. 4. října

 
Cestopis hodnot s Tomášem Sedláčkem - Foto: Vladimír Staněk

Ekonomie ve filmech

Jsou na českých burzách Vlci? 27. září

 
Nebeský cestopis s Jiřím Grygarem

Vzdálenosti ve vesmíru

Jak je co daleko? 20. září

 

Meteor

Vědci zkouší elixír mládí. Mladou krev!

V USA testují novou metodu léčby Alzheimerovy choroby. Transfúzí krevní plazmy od mladých dárců.

Mozaika

Výzkumy půdní fauny na Šumavě

Šumava patří dlouhodobě k biology nejsledovanějším územím u nás – a zdaleka je nezajímá pouze kůrovec,...

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