Een elektronische pil kan een uitkomst zijn voor artsen. De patiënt slikt hem in en het apparaatje doet in het lichaam dagenlang nuttige metingen. Alleen, het batterijtje dat erin zit is een risico, want er kunnen gevaarlijke stoffen uitlekken. Daar hebben onderzoekers van MIT nu iets slims op gevonden: ze wekken stroom op met behulp van maagzuur. Daardoor is geen batterij meer nodig.
De elektronische pil die ze bouwden, heeft een elektrode van zink en een van koper. Dat doet denken aan het citroenlampje dat veel kinderen op de school maakten. In de citroen zitten twee elektroden: één van koper en eentje van zink. De elektroden zijn met elkaar verbonden, met daartussen het lampje. Het zink laat vrije elektronen los, die lopen door de elektrolyt (in dit geval het zure vruchtvlees en sap van de citroen) naar het koper. De elektronenstroom loopt verder door het lampje waardoor dat gaat branden.
Zure maagsappen
Precies hetzelfde gebeurt met de elektronische pil van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), alleen is daar de citroen vervangen door de zure sappen in de maag. Ook hier zorgen zink en koper er samen voor dat er een stroompje gaat lopen. Dit stroompje blijkt voldoende te zijn om een temperatuursensor en een zender te laten werken. In tests met een varken stuurde de pil elke twaalf seconden een temperatuurmeting vanuit de maag naar buiten. Het prototype van de elektronische pil hield het zes dagen vol, zo schrijven de onderzoekers in vakblad Nature Biomedical Engineering: ‘Prolonged energy harvesting for ingestible devices’.
Het opgewekte elektrische vermogen is bescheiden: 0,23 μW per mm2 elektrodeoppervlak. Dat blijkt dus voldoende voor het voeden van een nuttige sensor. Overigens gold dit opgewekte vermogen in de maag en ging het nog een factor 100 omlaag toen de pil in de dunne darm was terechtgekomen, waar het veel minder zuur is. De pil is nu nog 40 mm lang en heeft een diameter van 12 mm, maar de onderzoekers denken dat dit kleiner kan. Het plan is om de “stroomoogster”, de zender en een kleine microprocessor op een chip te integreren.
Risico
De demonstratie van de Amerikanen kan een doorbraak betekenen voor de stroomvoorziening van stukjes elektronica die het lichaam ingaan. Gewone batterijen zijn namelijk per definitie een risico voor de patiënt. Als het omhulsel van een elektronische pil stukgaat – wat niet ondenkbaar is in de agressieve omgeving van darmen en maag – kunnen gevaarlijke stoffen uit de batterij lekken.
Het doel is een elektronische pil die zelf zijn elektriciteit oogst, wekenlang in je lichaam blijft zitten en voortdurend draadloos nuttige informatie naar je arts stuurt
Dat probleem probeerden andere wetenschappers al te tackelen met een batterij die je veilig kunt inslikken (lees: ‘Deze batterij kun je veilig inslikken’). Maar wellicht is de MIT-oplossing eleganter: daarbij is helemaal geen batterij meer nodig. ‘De systemen die in het artikel worden beschreven zijn veelbelovend voor gebruik in de praktijk’, aldus prof.dr. John Rogers van Northwestern University, zelf niet betrokken bij het onderzoek, in een persbericht van MIT.
Videopil
Artsen hebben verschillende toepassingen in gedachten voor dit soort inslikbare elektronische apparaatjes. Zo bouwden ingenieurs in Schotland al een videopil die kan helpen darmkanker op te sporen (lees: ‘Videopil detecteert darmkanker’) . En onderzoekers in Australië kwamen met een elektronische pil die de samenstelling van de gassen in de darmen meet, waarbij afwijkende waarden een aanwijzing kunnen zijn voor nare ziektes (lees: ‘Elektronische pil meet gas in darmen’). ‘We mikken op een elektronische pil die zelf zijn elektriciteit oogst en wekenlang in je lichaam blijft zitten, maar waarvan je niets merkt. Ondertussen stuurt hij voortdurend draadloos nuttige informatie naar je arts’, aldus dr. Phillip Nadeau, een van de betrokken MIT-onderzoekers in het persbericht.
Beeldmateriaal: MIT
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.