BİLİM
Yutulabilir Biyopiller ve Sindirim Sistemi
22 Ara 2022
Hemen hemen her teknoloji şirketi, cep telefonları, akıllı saatler, tabletler ve daha yüzlercesi gibi vücut dışında çalışan birçok tıbbi cihaz geliştirme üzerine çalışıyor. Peki ya vücudun içinde çalışanlar? Biraz zor olsa da mümkün olabileceği hakkında artık bazı veriler de sunuluyor. Bugünkü yazımızda yutulabilir biyopillerin sindirim sistemindeki tavrına odaklanıyoruz.
1.5 Bardak
New York’ta, Binghamton Üniversitesi'ndeki biyopil araştırmacıları, insan bağırsağını ortalama 22 fit boyunca saran, ulaşılması zor ince bağırsak için bir çözüm üzerine çabalıyor. Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nün baş araştırmacısı ve öğretim üyesi Profesör Seokheun, ince bağırsakta ulaşılamayan bazı bölgeler olduğunu ve bu nedenle bu sorunu çözmek için sindirilebilir kameralar geliştirildiğini söylüyor. Bunların görüntüleme ve fiziksel algılama, hatta ilaç dağıtımı gibi pek çok şeyi yapabileceğini de vurguluyor. Şu an sınırlı bir enerji bütçesi olan ve uzun vadede işlev göremeyen birincil piller kullanıyor. Ekibin bu konudaki gelişmeye yönelik çözümü ise sensörlere ve Wi-Fi bağlantılarına güç sağlayabilen, düşük elektrik seviyeleri oluşturmak için bakterileri kullanma konusundaki bulgulara dayanıyor.
İnce bağırsakta söz konusu diğer seçenekler bazı sebeplerden daha az uygulanabiliyor. Öncelikle geleneksel piller potansiyel olarak zararlı, vücudun dışından kablosuz güç aktarımı verimsiz, sıcaklık farklılıkları termal enerjiyi kullanmak için yeterli değil ve bağırsak hareketi mekanik enerji için çok yavaş olduğu için yeni çareler aranıyor. Bunun yerine, biyopiller, ince bağırsağa ulaşana kadar hareketsiz kalan, spor oluşturan Bacillus subtilis bakterilerine sahip, mikrobiyal yakıt hücrelerini kullanıyor.
Bu biyopil olarak kullanılan bakterilerin ince bağırsakta seçici çalışması nasıl sağlanıyor? Bunun sebeple etkinleşmesi için, belirli koşullar gerektiren pH'a duyarlı bir zar kullanılıyor. Mide-bağırsak sistemine bakıldığı zaman yemek borusunun pH'ı nötr, ince bağırsakla aynı ama geçiş süresi sadece 10 saniye kadar sürüyor. Bu bölgede faaliyete geçemiyor ve mideye geçtiğinde de asla çalışmıyor, çünkü midenin pH'ı çok düşük kalıyor. Dolayısıyla sadece ince bağırsakta çalışabiliyor. Araştırma ekibi, bazı insanların bakterileri yutmaktan çekinebileceğini düşünüyor, ancak zaten vücut sindirime ve diğer işlevlere yardımcı olan, toksik olmayıp yarar sağlayan mikroplarla dolu. Bu sporlar hareketsiz, depolanabilir bir biyokatalizör olarak kullanılıyor. Yeterli besin mevcut olduğunda sporlar çimlenebiliyor ve bitkisel hayata devam edebiliyor ve güç üretebiliyorlar.
Bu araştırma henüz yeni yayınlanmış olmasına rağmen, ekip ve ekibe katılan öğrenciler şimdiden kapsül boyutundaki biyopilleri geliştirmeyi dört gözle bekliyorlar. Yakıt hücresi ince bağırsağa ulaştığında tamamen çimlenmesi bir saat kadar zaman alıyor. Elbette ki daha hızlı olursa çok çok iyi olur. Hücre, güç yoğunluğunun santimetre karesi başına yaklaşık 100 mikrovat enerji üretiyor ve bu da kablosuz iletim için yeterli oluyor, ancak 10 kat daha fazlası kullanım için çok daha fazla seçenek sunabiliyor. Pillerin ayrıca hayvan ve insan testlerinin yanı sıra biyouyumluluk çalışmalarını da hızlandırabileceğine inanılıyor. Ekibe göre, biyolojik ve kimyasal sensörler, ilaç dağıtım sistemleri ve elektrikli stimülasyon cihazları dahil olmak üzere düşük seviyeli mikrobiyal yakıt hücrelerinin güç sağlayabileceği çeşitli kullanımları olabilir.
Oluşturdukları bu sistem aracılığıyla, mikro yakıt hücre olan biyopillerin çok büyük bir potansiyele sahip olduğuna inanıyorlar, ancak elbette daha gidecek çok yol var. Vücut içerisinde kullanılabilen tıbbi cihazlar, görüntüleme sistemleri konusunda olağanüstü bir kolaylık sağlayabilir. Tanı koymada veya ilaç dağıtımında önemli bir adım olarak görülebilir. Sağlık alanındaki her bilimsel gelişme bizi çok heyecanlandırıyor. Bu sebeple süreçleri ve sonuçları büyük bir merakla takip ediyor olacağız.
İLGİNİZİ ÇEKEBİLECEK İÇERİKLER
©2022 Beyhan&Beyhan Business Solutions Tüm Hakları Saklıdır
Yukarı Kaydır
BUNU OKUMAK İSTER MİSİN?