نجح فريق بحثي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تطوير بطارية مبتكرة تعتمد على بنية ورقية قابلة للتحلل الحيوي، مما يمهد الطريق لتشغيل أجهزة طبية داخل الجهاز الهضمي دون الحاجة إلى تدخل جراحي لإزالتها بعد انتهاء مهمتها.

تصميم مبتكر يعتمد على المواد الطبيعية

تتكون البطارية الجديدة من طبقات رقيقة صُممت لتكون آمنة وفعالة داخل الوسط الحمضي للمعدة، حيث تشمل مكوناتها:

• الأقطاب: سبيكة مغنيسيوم كقطب سالب، وثلاثي أكسيد الموليبدينوم والكربون المنشط كقطب موجب.
• الهيكل: ألياف سليلوز نانوية تشكل بنية مسامية تشبه الورق، مما يعزز المتانة ويسمح بالتحكم في معدل التحلل.
• الحماية: طبقة من شمع العسل لتنظيم عملية التحلل داخل الجسم.

نتائج واعدة في التجارب الأولية

أثبتت التجارب التي أُجريت على الخنازير كفاءة البطارية في تشغيل أجهزة طبية لمدة تصل إلى ثلاثة أيام، حيث تم تطوير نموذجين:

• النموذج الأصغر: أنتج جهداً يبلغ 1.77 فولت، ونجح في تشغيل شريحة لاسلكية (RFID) لرصد تناول الأدوية.
• النموذج الأكبر: أنتج جهداً يبلغ 1.84 فولت، واستُخدم لتشغيل كبسولة تحفيز كهربائي للمعدة، مما ساهم في زيادة مستويات هرمون الغريلين المسؤول عن الشعور بالجوع، دون تسجيل أي تلف في الأنسجة المحيطة.

تحديات تقنية وآفاق مستقبلية

أكد جيوفاني ترافيرسو، المشارك في الدراسة، أن التصميم الورقي يمنح مرونة عالية في التحكم بمدة تشغيل البطارية. ومن جانبه، أشار جون روجرز، خبير الإلكترونيات الحيوية، إلى أن استقرار أداء البطارية أثناء مرورها عبر الجهاز الهضمي يعد إنجازاً علمياً لافتاً.

ورغم أن لوحة الدوائر الإلكترونية الملحقة لم تتحلل حيوياً في التجارب الحالية، إلا أن الفريق البحثي يعمل حالياً على تحسين عمليات التصنيع لضمان تحلل كامل للمنظومة، مع التخطيط لإجراء اختبارات تحاكي ظروف الجهاز الهضمي البشري، تمهيداً للبدء في تجارب سريرية أولية خلال العامين المقبلين.