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

  • 27. srpna  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Grafenový nadzvukový sprej

    Smíšený tým amerických a jihokorejských vědců vyvinul novou metodu, díky které lze vytvářet na různých materiálech velmi kvalitní povlaky z grafenu nebo oxidu grafenu. Touto metodou je sprejování segmentů grafenu na...

     
  • 26. srpna  2014 v 16:00       rubrika: Technologie

    Solární články ve spreji

    Tým odborníků z univerzity v britském Sheffieldu vyvinul novou metodu výroby solárních článků na bázi perovskitu, která by mohla mít velmi pozitivní vliv na snížení ceny článků a jimi vyráběné solární energie. Spočívá...

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

    Robot stopařem v Kanadě

    Dva kanadští konstruktéři uspořádali svérázný sociálně-technologický experiment. Vypustili totiž během léta na kanadské cesty a silnice mluvícího robota, jehož cílem bylo ověřit, nakolik je pro robota možné spolehnout...

     
 

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

Hynek, český čáp s vysílačkou, v Bulharsku zahynul

Bohužel se vyplnila nejčernější varianta po ztrátě signálu od Hynka. Bulharští ornitologové ho nalezli...

Mozaika

Konference o šlechtění lesních dřevin

Letos se světově nejvýznamnější konference v oblasti lesnické genetiky koná v Praze. Významní odborníci...

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