Vérünkkel termelhetünk elektromosságot

Az emberi vérben oldott szőlőcukrot hasznosíthatják a jövőben azok az elektronikus gyógyászati eszközök, amelyeket testünkbe ültetve alkalmazhatunk. A jövőben akár összetettebb egészségvédő eszközök áramellátására is lehetőség nyílhat, a testünk által termelt energia felhasználásával.  Már egyetlen csepp emberi vérplazma is elegendő, hogy az apró "üzemanyagcellába" zárt élesztősejtek áramot kezdjenek termelni. A Universtiy of British Columbia kutatói idén tavasszal mutatták be az apró eszköz első változatát. A tudósok többek között gerincsérültek kezelésében látják az üzemanyagcella alkalmazási lehetőségét. Jelenleg a gerincvelőt stimuláló mikroelektródákat apró akkumulátorok táplálják, ezeknek a cseréje azonban rendszerint komplikált és kockázatos művelet.  Az autókban alkalmazott üzemanyagcellák magas hőmérsékleten használható katalizátorokkal működnek, hogy a hajtóanyag részecskéit felbontva elektronokat szakítsanak le az áramtermeléshez. A testbe ültethető kapszulákban ugyanezt a folyamatot alacsony hőmérsékleten kell megvalósítani. A kutatók ezért az élő szervezetben megtalálható bontóenzimekhez fordultak.  A legegyszerűbb módszer, megvárni, míg az élesztősejtek elkezdik megemészteni, erjeszteni az élelmiszereket. Ehhez egy úgynevezett "elektron-mediátorra" van szükség, vagyis egy olyan vegyi anyagra, amely képes áthatolni a sejtfalakon, megköti az elektronokat, majd kikerül a sejtekből. A vancouveri egyetem munkatársai a sörfőzés és kenyérsütés során is gyakran alkalmazott élesztő-baktériumokat valamint a metil-kék nevű  festékanyagot használták fel, majd mindezt speciális sziliícium kapszulába helyezték A prototípus 15 négyzetmilliméter kiterjedésű és 1,4 milliméter széles. Az üzemanyagcella 40 nanowattot képes leadni, ami körülbelül egy karóra energiaigényének a huszonötöd része. Ha a kutatóknak sikerül megoldani az energia tárolását, akár bonyolultabb szerkezetek működtetése is lehetővé válik. Másik lehetőség egy olyan speciális élesztőtípus létrehozása, amely több energia leadására képes.  "A mostani fejlesztés újabb lépés a helyes irányba, a tudománynak azonban még hatalmas kihívásokat kell leküzdenie" - magyarázta Lars Angenent a Cornell University hasonló területen tevékenykedő kutatója. Ilyen leküzdendő akadály például az áramtermelés során keletkező káros anyagok eltávolítása, ezek ugyanis elpusztíthatják az élesztősejteket, illetve a véráramba kerülve káros hatással lehetnek az egészségünkre.  Ha sikerül kiküszöbölni a problémát, olyan elektronikus eszközök kerülhetnek a testünkbe, mint például a University of Pennsylvania kutatói által kifejlesztett speciális áramkörök, amelyeket szinte észrevétlenül lehet beültetni az emberi szövetek közé. Ezeknek - a korábbi beültethető szerkezetekkel ellentétben - nincs szükségük szilárd héjra, hogy védelmet nyújtson a testben zajló kémiai folyamatokkal szemben. A mindössze néhány nanométer vastag szilikonba burkolt áramköröket selyem-szubsztrátumra viszik fel, amely a beültetést követően felszívódik, így az áramkörök a helyükre kerülve nem okoznak irritációt. A kutatók kísérleti egereken már sikerrel tesztelték a kész rendszert, s jelenleg olyan fénykibocsátó (LED) változaton dolgoztak, melyek segítségével lehetővé válik akár az is, hogy bőrünkön keresztül világító tetoválásként leolvashassuk egészségügyi paramétereinket, például vércukor szintünket. A távolabbi jövőben akár olyan elektródák is kerülhetnek a testünkbe, amelyek idegrendszerünk jeleit továbbítják. Ez reményt nyújthat a gerincsérülteknek, de hatalmas lökést adhat az ember és a számítógép összekapcsolásást célzó kutat