A empresa de biotecnologia Axorus e a desenvolvedora de baterias radiovoltaicas Arkenlight se uniram para produzir em conjunto células nervosas artificiais alimentadas por células betavoltaicas de diamante a partir de resíduos nucleares. Seu objetivo é desenvolver implantes médicos com uma fonte de energia que durará décadas.
Há alguns anos, cientistas da Universidade de Bristol, no Reino Unido, desenvolveram um método para usar resíduos radioativos de usinas nucleares – principalmente carbono-14 e trítio – para transformá-los em diamantes que podem absorver elétrons de alta energia, ou partículas beta, e transformá-los em eletricidade útil.
Essas baterias beta-voltaicas podem gerar energia por um longo tempo: algumas dezenas de anos, alguns milhares, dependendo da meia-vida de isótopos específicos. E apesar de serem feitos de lixo nuclear, são tão seguros que podem ser usados com segurança perto do corpo humano ou mesmo dentro dele - esse tipo de radiação não penetra profundamente nos tecidos, e a alta dureza do diamante faz com que o dispositivo quase indestrutível.
Deve-se enfatizar, no entanto, que estamos falando de pequenas quantidades de energia, escreve New Atlas.
Recentemente, a Arkenlight, juntamente com a francesa Axorus, começou a explorar a possibilidade de usar baterias beta-voltaicas para alimentar os neurônios artificiais que a empresa de biotecnologia está desenvolvendo. Os neurônios são projetados para substituir partes danificadas do sistema nervoso. Suas funções podem ser diferentes, por exemplo, receber sinais de outros neurônios e sistemas do corpo ou enviá-los conforme a necessidade.
“Esta é uma estrutura CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Structure)”, diz o site da Axorus, “1.000 vezes mais eficiente em energia e 10 vezes menor que um neurônio biológico. Devido à sua sensibilidade extremamente alta, é ideal para implantes médicos.”
Atualmente, a empresa está construindo uma retina artificial, composta por vários neurônios e fotodiodos que geram uma matriz de pixels e enviam um sinal elétrico ao cérebro por meio do nervo óptico. Durante o dia, a retina é alimentada por luz, mas para permitir ao paciente enxergar à noite, bem como implantar implantes no intestino, sistema endócrino ou urinário, a Axorus busca outras soluções.
Uma pequena e segura bateria beta-voltaica que dura décadas pode ser uma excelente escolha para esses dispositivos. Para isso, as duas empresas criaram o primeiro protótipo: um neurônio artificial alimentado por um gerador radiovoltaico de trítio.
A foto mostra que a bateria não é pequena, mas por enquanto - no futuro deve ser reduzida para 4 × 4 mm, com uma espessura não superior a 50 mícrons. Os engenheiros esperam que ele gere microwatts de energia por décadas.
Os desenvolvedores esperam entrar no mercado com o produto em 2024.
Sabe-se que a estimulação elétrica acelera a cicatrização de feridas, no entanto, os dispositivos elétricos por si só nem sempre podem ser implantados nos tecidos moles sem causar danos ao organismo. Cientistas dos EUA desenvolveram um dispositivo implantável na forma de um adesivo que não causa uma reação do sistema imunológico.
2022-05-27 19:40:57
Autor: Vitalii Babkin