Желудочная кислота необходима для переваривания пищи, но ученые придумали другой способ ее использования, разработав заглатываемую капсулу для диагностики, которая генерирует энергию, вступая в контакт с кислотой в желудке. Гальванический элемент может использоваться для питания датчиков слежения за физиологическими показателями, такими как частота пульса или дыхания, или как аккумулятор для микроустройств, которые обеспечивают транспортировку лекарств в организме.
«Нам необходимо было придумать способы для безопасного питания подобных систем», — говорит биомедицинский инженер Джованни Траверсо из Массачусетского технологического института: «Наше изобретение предоставляет действительно уникальную возможность для использования новых систем доставки лекарств и зондирования.»
Капсула содержит цинковые и медные элементы, цинк действует в качестве анода, выделяя ионы, когда вступает в контакт с желудочной кислотой, которая выступает в качестве электролита, несущего электрический ток в катодной меди. Размер устройства составляет 40 на 12 миллиметров, что делает его слишком большим для человека, но ученые утверждают, что в будущем можно будет значительно уменьшить размеры капсулы. Пока прототип устройства был протестирован на свиньях.
Гальваническая капсула генерирует напряжение от 0,1 до 0,2 вольт, но исследователям удалось повысить напряжение с помощью конденсатора внутри устройства до 2,2-3,3 вольт. Это сопоставимо с напряжением от небольшой батарейки и достаточно для питания датчика температуры и радиопередатчика, содержащихся в капсуле.
Устройство способно передавать данные о температуре каждые 12 секунд на расстояние до двух метров. После того, как свинья вместе с пищей проглотила капсулу, она примерно шесть дней находилась в пищеварительном тракте и все это время работала без нареканий, хотя при прохождении через тонкий кишечник, где фактически нет кислоты, сигнал значительно ослаб.
Сейчас ученые работают над уменьшением размера капсулы, которая в будущем позволит диагностировать и лечить различные заболевания желудочно-кишечного тракта.
