Di, 21. November 2017

Völlig ungiftig

24.08.2016 08:39

Forscher stellen Batterie zum Verschlucken vor

Essbare Medizintechnik, die nach dem Verschlucken mittels Sensoren Daten für medizinische Diagnosen liefert oder ganz gezielt Wirkstoffe abgibt, könnte schon bald Wirklichkeit werden. Den Grundstein dafür haben jetzt Forscher in den USA mit einer neuen, ungiftigen Batterie gelegt, welche die nötige Energie für solche Geräte liefern soll.

Vor etwa 20 Jahren entwickelten Wissenschaftler eine batteriebetriebene Mini-Kamera zum Verschlucken als Werkzeug für endoskopische Untersuchungen. Die Kamera sollte für das klassische Endoskop unzugängliche Bereiche abbilden. Das Risiko, dass bei einem einmaligen Durchgang durch den Körper etwas schief geht, ist relativ gering. Bei wiederholter Anwendung wäre die Gefahr, dass das Gerät irgendwo stecken bleibt, jedoch zu groß. Dann könnten die Batterien der Kamera zum Problem werden, da sie giftige Stoffe enthalten.

Neuer Prototyp
Wissenschaftler der Carnegie Mellon University haben daher nun den Prototyp einer ungiftigen Batterie entwickelt, die sowohl biokompatibel als auch vom Körper abbaubar ist, und sich daher für den dauerhaften oder wiederholten Einsatz im menschlichen Körper eignet. Die Batterie beruht auf Melaninen, natürlichen Pigmenten, die die Färbung von Haut, Haaren und Augen bewirken. Melanine sind jedoch nicht nur Farbstoffe, sondern binden auch Metallionen und geben sie wieder frei. "Wir dachten, das ist im Prinzip eine Batterie", so Studienleiter Christopher Bettinger.

Kurze Betriebszeit reicht
Die Forscher experimentierten daher mit verschiedenen Batterie-Designs - mit Melanin-Pigmenten entweder als Anode oder Kathode. Da ein verschluckbares Gerät, das wieder ausgeschieden werden soll, den Körper innerhalb von rund 20 Stunden durchwandert, muss eine solche Batterie zum Glück nicht lange halten: Beispielsweise konnte ein Melanin-Batterie-Prototyp ein fünf Milliwatt-Gerät für bis zu 18 Stunden betreiben.

Noch ist unklar, ob und wann solche Melanin-Batterien tatsächlich in verschluckbarer Technik zum Einsatz kommen. Aber Bettinger träumt davon, sie dereinst beispielsweise für Geräte einzusetzen, die Veränderungen der Darmflora messen und jeweils passend darauf reagieren, indem sie entsprechend Wirkstoffe freisetzen. Oder für Geräte, die mehrere Pulse eines Impfstoffs über mehrere Stunden hinweg abgeben, bevor sie sich auflösen.

Bis dahin arbeiten die Wissenschaftler weiter an Batterien aus alternativen Materialien. Und an passenden Schutzhüllen für die biokompatiblen Energiespeicher.

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