Eine kleine Batterie kann ein elektronisches Gerät im Verdauungssystem mit Energie versorgen und sich anschließend abbauen, wenn sie nicht mehr benötigt wird.
Schluckbare elektronische Kapseln gibt es bereits, um zu beobachten oder zu messen, was im Körper geschieht. Einige können auch Informationen übermitteln oder vorübergehend eine Aktion ausführen. Sie benötigen jedoch Energie. Eine herkömmliche Batterie enthält Materialien, die nicht dafür ausgelegt sind, im Körper zu verbleiben, und muss normalerweise schadlos ausgeschieden werden.
Eine in eine schluckbare Kapsel integrierte bioresorbierbare Batterie löst sich nach der Anwendung im Magen auf.
Quelle: Courtesy of the researchers; MIT News — CC BY-NC-ND.
Forschende haben daher eine Batterie entwickelt, deren wichtigste Bestandteile im Körper allmählich verschwinden können. Sie verwendet unter anderem Magnesium und Molybdäntrioxid, die auf einem Papierträger aufgebracht sind. Das Ganze wird durch Materialien geschützt, die für einen vorübergehenden Aufenthalt im Verdauungssystem geeignet sind.
Die Batterie erreicht eine maximale Spannung von 1,84 V. Eine für Kapseln bestimmte Version hielt während eines Tages kontinuierlicher Entladung eine Spannung von etwa 1,6 V. Diese Leistung reicht aus, um mehrere kleine elektronische Funktionen mit Energie zu versorgen, ohne auf eine herkömmliche Batterie zurückzugreifen.
Die Forschenden integrierten sie unter anderem in eine Kapsel, die ein Funksignal senden kann. Mit diesem Gerät lässt sich der Weg einer Kapsel nach dem Schlucken verfolgen. Bei Tests außerhalb eines Organismus konnte das Signal aus einiger Entfernung zuverlässig erkannt werden.
Die Geräte wurden außerdem an Schweinen getestet, deren Verdauungssystem ähnliche Abmessungen wie das des Menschen aufweist. Eine Batterie blieb dabei unter anderem drei Tage lang im Magen funktionsfähig. Weitere Experimente überprüften die Funkübertragung und die elektrische Funktion.
Ein Gerät, das den Darm schnell durchquert, kann innerhalb weniger Tage auf natürlichem Weg ausgeschieden werden. In diesem Fall bieten abbaubare Bestandteile vor allem zusätzliche Sicherheit, falls das Gerät länger als vorgesehen stecken bleibt.
Vor einem möglichen Einsatz beim Menschen müssen noch mehrere Punkte untersucht werden. Die Forschenden müssen insbesondere die Haltbarkeit der Batterien vor der Verwendung und ihre Stabilität über längere Zeiträume messen. Außerdem wollen sie die Dicke ihrer Schutzschicht besser kontrollieren, da diese beeinflusst, wann die verschiedenen Bestandteile beginnen, sich abzubauen.