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Medizin der Zukunft – Schlucken Sie Batterien, um einnehmbare Geräte mit Strom zu versorgen

Medizin der Zukunft – Schlucken Sie Batterien, um einnehmbare Geräte mit Strom zu versorgen
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Die Zukunft der Medizin verändert sich. Implantierte medizinische Geräte überwachen den Körper von immer mehr Menschen, um Ärzten und Forschern unglaubliche Informationen über den Krankheitszustand eines Patienten und die Auswirkungen von Behandlungen zu liefern. Nun können einnehmbare Batterien helfen, diese Geräte mit Strom zu versorgen.

Ingenieure haben auch Geräte hergestellt, die ein Patient schlucken kann, wodurch Ärzte und Patienten riskante chirurgische und andere invasive Eingriffe vermeiden können, wenn dies möglich ist. Im Idealfall würden diese Geräte kontinuierlich die Zustände im Körper überwachen oder Medikamente freisetzen, und wenn sie ihre Arbeit getan haben, würden sie den Körper passieren, ohne ihm zu schaden. Während einige Geräte heute auf dem Markt sind, ist eines der größten technologischen Hindernisse für diese Geräte die Suche nach einer ungiftigen Stromquelle. Die beste Lösung könnte laut einer heute in Trends in Biotechnology veröffentlichten Übersicht von Christopher Bettinger, einem Forscher aus, darin bestehen, eine Batterie zu entwickeln, die die einzigartige chemische Umgebung im Körper für ihre Funktion nutzt, und die Batterie aus Metallen zu bauen, die der Körper bereits benötigt Carnegie Mellon Universität.

Einnehmbare Geräte werden oft als semi-invasiv bezeichnet – sie wandern in den Körper und können viele der gleichen Daten sammeln wie implantierte Geräte, bergen aber nicht viele der gleichen Risiken. Die frühesten Geräte aus den 1970er Jahren bestanden aus Silizium und konnten Informationen wie die Körpertemperatur und den pH-Wert bestimmter Regionen des Magen-Darm-Trakts sammeln; heute sind sie kleiner und viel ausgefeilter und verfolgen sogar, wie ein Medikament im Körper abgebaut wird.

Aber diese Geräte bergen ihre eigenen Risiken – sie könnten stecken bleiben und eine Darmblockade verursachen, oder sie könnten brechen und giftige Chemikalien in den Körper abgeben – diese Risiken werden viel wahrscheinlicher, wenn der Patient Darmprobleme hat, die durch Entzündungen von Krankheiten wie Morbus Crohn verursacht werden oder Colitis ulcerosa. Das Hauptproblem ist die Batterie. Diese Geräte werden oft mit Lithium-Ionen- oder Silberoxidbatterien betrieben, die giftig sein können, wenn eine Person ihnen in hohen Konzentrationen ausgesetzt wird. Um Batterien weniger toxisch zu machen, arbeiten Forscher an einer neuen Art von Batterie, die natürlich vorkommende Verbindungen und ungiftige Metalle verwendet. Magensäure könnte das chemische Medium liefern, um das Gerät anzutreiben, und die restlichen Komponenten könnten aus biologisch abbaubaren Metallen bestehen, die der Körper bereits benötigt, wie Magnesium, Kalzium oder Natrium.

Bisher machen die Forscher einige Fortschritte. Aber diese neuen Energiequellen zum Laufen zu bringen, war eine ziemliche Herausforderung – es ist schwer, ein Metall zu finden, das dem Körper keinen Schaden zufügt, aber gleichzeitig nicht schnell korrodiert oder in den rauen chemischen Umgebungen von Magen und Darm zerfällt . Aber wenn Forscher eine bessere Batterie herstellen können, könnten die semi-invasiven Geräte viel mehr Anwendungen haben, wie z. B. die Verbesserung des Verständnisses der Wissenschaftler über das Darmmikrobiom und den Einsatz von Behandlungen, die in einem bestimmten Teil des Körpers freigesetzt werden können.

„Es gibt viele schnelle Fortschritte bei Materialien, Erfindungen und Entdeckungen, die sich auf medizinische Probleme auswirken können“, sagt Bettinger, der Autor der Studie, in einer Pressemitteilung. „Wenn wir Geräte entwickeln können, die den größtmöglichen Nutzen aus bestehenden Medikamenten ziehen, dann ist das ein sehr attraktives Wertversprechen. Ich glaube, dass diese Geräte in den nächsten 5-10 Jahren an Patienten getestet werden können.“

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