211service.com
Puissance du glucose
Des scientifiques ont implanté la première biopile de glucose fonctionnelle chez un animal vivant. Contrairement aux batteries qui alimentent les implants, un dispositif de production d'électricité peut ne pas avoir à être retiré et remplacé chirurgicalement, car le glucose est une source d'énergie potentiellement illimitée.
Doux pouvoir : Les scientifiques ont implanté un dispositif alimenté au glucose dans la cavité abdominale d'un rat et ont mesuré ses performances pendant trois mois. Le dispositif de glucose se compose d'électrodes constituées de disques de graphite comprimé contenant des enzymes qui catalysent l'oxydation du glucose. Les électrodes se trouvent à l'intérieur d'un sac de dialyse qui maintient les enzymes à l'intérieur mais laisse passer le glucose et l'oxygène.
L'appareil utilise des enzymes pour récupérer l'énergie du glucose et de l'oxygène naturellement présents dans le corps. Les tentatives antérieures d'utilisation d'un tel dispositif chez les animaux ont échoué parce que les enzymes ont nécessité des conditions acides ou ont été inhibées par des particules chargées dans le liquide entourant les cellules. Mais Philippe Cinquin et son équipe de l'Université Joseph Fourier de Grenoble, en France, ont surmonté ces obstacles en confinant des enzymes sélectionnées à l'intérieur de disques de graphite qui ont été placés dans des sacs de dialyse. Du glucose et de l'oxygène ont pénétré dans l'appareil, mais les enzymes sont restées en place et ont catalysé l'oxydation du glucose pour générer de l'énergie électrique.
L'équipe a implanté chirurgicalement le dispositif dans la cavité abdominale de deux rats. La puissance maximale de l'appareil était de 6,5 microwatts, ce qui approche les 10 microwatts requis par les stimulateurs cardiaques. La puissance est restée autour de deux microwatts pendant 11 jours chez un rat, et l'autre rat a montré des sous-produits de l'oxydation du glucose dans son urine pendant trois mois, indiquant que l'appareil dure au moins aussi longtemps. Il s'agit d'une grande percée pour le domaine des biopiles implantables, déclare Shelley Minteer, électrochimiste à l'Université de Saint Louis.
C'est un article assez intéressant qui démontre pour la première fois que l'on peut générer de l'électricité à partir de fluides corporels, explique Itamar Willner, chimiste biomoléculaire à l'Université hébraïque de Jérusalem.
La technologie pourrait être utilisée pour une gamme d'applications, telles que les stimulateurs de croissance neuronale et osseuse, les dispositifs d'administration de médicaments, les pompes à insuline et les biocapteurs, explique Eileen Yu, ingénieur chimiste à l'Université de Newcastle. Mais si les enzymes restent stables pendant une longue période de temps est une préoccupation, dit-elle. Et l'efficacité du transfert d'électrons entre les enzymes et les électrodes devrait être améliorée, dit-elle.
Cinquin croit que son équipe peut améliorer son efficacité. Je suis optimiste que nous obtiendrons des dizaines de milliwatts dans les futures versions, dit-il.
Les auteurs aimeraient ensuite tester le dispositif pendant de plus longues périodes sur des animaux plus gros, améliorer sa conception et incorporer des matériaux biocompatibles. Si l'industrie trouve une volonté d'entrer dans le développement technologique des biopiles, je suis sûr que l'utilisation de biopiles pour alimenter les implants médicaux se matérialisera dans un très court laps de temps, dit Willner.