Nous avons vu de nombreux appareils médicaux ingérables imaginés au fil des ans, y compris des pilules avec caméra, et des capsules destinées à écouter votre rythme cardiaque et rythme respiratoire. Mais si l’utilisation de ces capsules intelligentes en vient à se généraliser, alors nous devons être totalement sûrs qu’elles ne vont pas causer de dommages. Avec cet objectif à l’esprit, une équipe de chercheurs a développé une petite batterie qui est entièrement non-toxique, fournissant juste assez de puissance pour de minuscules appareils de détection ou de diagnostic pour faire leur travail.
Selon l’équipe, qui est dirigée par Christopher Bettinger de l’Université Carnegie Mellon, les batteries actuellement utilisées dans les dispositifs médicaux ingérables ne sont pas entièrement sûres. Étant de nature « off-the-shelf » ou grand public, ces batteries contiennent souvent des substances toxiques qui, si elles sont prises au piège à l’intérieur du corps, pourraient causer des dommages au patient.
Pour faire face à la question, les chercheurs ont fabriqué une toute nouvelle batterie qui fait usage de matériaux qui soit se trouvent naturellement dans le corps, ou qui sont tout à fait sans danger pour lui. Ils ont utilisé des pigments de mélanine, trouvés dans la peau, les cheveux et les yeux, comme une composante clé de la batterie.
La mélanique a une fonction de protection dans le corps en absorbant la lumière UV et le protégeant contre les radicaux libres. Elle est également capable de se lier et de délier avec des ions métalliques, ce qui en fait un candidat parfait en tant que matériau de batterie.
La conception de la batterie est un peu changeante, en ce que les chercheurs envisagent de l’ajuster pour répondre aux exigences d’une application particulière – par exemple, la délivrance chronométrée de médicaments. D’une manière générale, on utilise de la mélanine soit comme anode ou cathode de la batterie (elle fonctionne tout aussi bien), avec une seconde substance, telle que l’oxyde de manganèse minérale ou du magnésium métallique bénigne, formant la seconde borne. Le fluide aqueux dans le tractus gastro-intestinal comprend l’électrolyte.
Le tout est supporté structurellement par du PLGA (copolymère d’acide lactique et d’acide glycolique), et encapsulé dans de la gélatine. La conception permet à la batterie de maintenir sa structure et sa fonction à mesure qu’elle se déplace à travers le corps, mais si une quelque circonstance imprévue arrête sa sortie du système du patient après avoir fait son travail (en habituellement environ 20 heures), elle se dégradera sans danger.
Les chercheurs affirment que, bien que la capacité de la batterie soit très faible par rapport aux conceptions lithium-ion, elle pourrait encore fournir assez de puissance pour les petits appareils de détection ou de délivrance de médicaments. Bien que les chiffres exacts varient en fonction de la configuration, l’équipe dit qu’il est possible pour une batterie utilisant 600 milligrammes de mélanine comme cathode d’alimenter un appareil de 5 milliwatts pendant 18 heures.
L’équipe est actuellement à la recherche de partenaires industriels pour l’aider à porter la batterie à base de mélanine sur le marché. En attendant, elle travaille aussi à rendre les piles comestibles en utilisant d’autres biomatériaux, tels que la pectine – un composé trouvé dans les plantes.
