Capsula inteligentă pentru pacienții fără poftă de mâncare are acum o baterie care se descompune în organism

Ce trebuie să știi

• Bateria este realizată din materiale considerate sigure pentru consumul uman în cantități mici, inclusiv magneziu și trioxid de molibden.

• Poate genera 1,84 volți și a alimentat experimental dispozitive ingerabile timp de până la trei zile.

• În teste pe animale, stimularea electrică a stomacului timp de 20 de minute a crescut nivelul de grelina, hormonul foamei, cu aproximativ 50%.

• Bateria se degradează treptat și se poate descompune complet în câteva săptămâni, ceea ce ar putea reduce și impactul asupra mediului.

O baterie care nu trebuie recuperată din organism

Dispozitivele electronice ingerabile sunt dezvoltate pentru tot mai multe aplicații medicale: pot monitoriza organismul, pot administra medicamente sau pot transmite informații despre ceea ce se întâmplă în interiorul tractului gastro-intestinal.

Problema este alimentarea lor. Bateriile clasice de mici dimensiuni pot conține litiu, oxid de argint sau alte metale. Dacă învelișul protector este deteriorat în timpul trecerii prin tractul gastro-intestinal, acestea ar putea reprezenta un risc pentru pacient.

Cercetătorii de la MIT au încercat să rezolve această problemă prin dezvoltarea unei baterii care nu doar că poate alimenta un dispozitiv ingerabil, ci este proiectată să dispară treptat după ce și-a îndeplinit rolul.

„Pentru multe dintre sistemele pe care le dezvoltăm, avem nevoie de energie, iar alimentarea sistemului se realizează prin diverse metode. De multe ori, folosim baterii, așa că întrebarea care s-a pus a fost: am putea dezvolta o baterie bioresorbabilă și apoi să o aplicăm într-o gamă largă de domenii de utilizare?”, spune Giovanni Traverso, profesor de inginerie mecanică la MIT, gastroenterolog la Brigham and Women’s Hospital și membru asociat al Broad Institute al MIT și Harvard.

Traverso este autorul principal al studiului publicat în Nature Chemical Engineering. Autorul principal al lucrării este Mehmet Girayhan Say, fost postdoctorand al MIT.

Magneziu și trioxid de molibden în locul bateriilor clasice

În ultimul deceniu, Traverso și colaboratorii săi au dezvoltat capsule ingerabile capabile să monitorizeze semne vitale, să administreze medicamente și să detecteze supradozele de opioide.

Unele dintre aceste dispozitive nu au nevoie de energie proprie. Pentru cele care necesită alimentare, cercetătorii au folosit până acum surse externe care transmit energie fără fir, au încercat să recupereze energie din tractul gastro-intestinal sau au apelat la baterii mici, de tip monedă.

Noua abordare folosește însă materiale care pot fi tolerate de organism.

„Se știe că aceste materiale sunt relativ sigure. Acesta a fost principalul factor determinant, gândindu-ne la materiale care pot fi tolerate de organismul uman în cantități mici”, spune Traverso.

Anodul bateriei este realizat din magneziu, iar catodul din trioxid de molibden. Sistemul mai conține un electrolit sub forma unui gel lichid ionic.

Întreaga baterie este bioresorbabilă, ceea ce înseamnă că poate fi descompusă și absorbită de organism.

Cercetătorii au realizat două forme ale bateriei: un disc cu diametrul de 7,5 milimetri și o bară dreptunghiulară cu lungimea de 24 de milimetri.

Ce se întâmplă când ajunge în sucul gastric

Pentru a vedea cum se comportă bateria în condiții asemănătoare celor din stomac, cercetătorii au testat-o într-o soluție foarte acidă, similară sucului gastric.

Rezultatele au arătat că bateria poate funcționa normal aproximativ trei zile. Ulterior, performanța începe să scadă treptat, iar în câteva săptămâni bateria se descompune complet.

Acest interval este important pentru dispozitivele medicale care nu trebuie să rămână permanent în organism.

Cercetătorii au testat bateria în două tipuri de dispozitive ingerabile pentru a vedea dacă energia produsă este suficientă pentru funcții reale.

Ar putea stimula hormonul foamei

Una dintre aplicațiile testate a fost o capsulă capabilă să transmită un curent electric slab către mucoasa stomacului.

Dispozitivul se bazează pe o tehnologie prezentată anterior de laboratorul lui Traverso, despre care cercetătorii au raportat în 2023 că poate stimula celulele endocrine din stomac să producă grelină.

Grelina este cunoscută drept „hormonul foamei”, deoarece are un rol important în reglarea apetitului.

Stimularea secreției acestui hormon ar putea avea, în viitor, aplicații în tratarea unor afecțiuni asociate cu greața sau pierderea poftei de mâncare, inclusiv cașexia, pierderea masei corporale care poate apărea la pacienții cu cancer sau alte boli cronice.

Versiunea anterioară a dispozitivului era alimentată de două baterii tip monedă cu oxid de argint, similare celor utilizate în anumite dispozitive ingerabile aprobate de FDA.

Cercetătorii le-au înlocuit cu noua baterie pe bază de magneziu și trioxid de molibden. Astfel, aproape întregul dispozitiv a devenit bioresorbabil, cu excepția unei plăci de circuit imprimat. Componentele care nu sunt absorbite pot trece prin tractul gastro-intestinal și pot fi eliminate prin excreție.

În noul studiu, bateria a fost suficient de puternică pentru a asigura stimularea electrică continuă timp de până la trei zile.

În testele efectuate pe animale, 20 de minute de stimulare în interiorul stomacului au dus la creșterea nivelului de grelină cu aproximativ 50%.

„Ceea ce face ca această cercetare să fie interesantă este faptul că am reușit să demonstrăm că o baterie bioresorbabilă nu este doar un concept. Ea poate alimenta efectiv funcții relevante din punct de vedere clinic în interiorul tractului gastro-intestinal și apoi pur și simplu se dizolvă”, spune Say.

Capsula ar putea transmite unde se află în organism

A doua aplicație testată a fost un dispozitiv RFID conceput pentru a-i ajuta pe pacienți să respecte programul de administrare a medicamentelor.

Capsula poate transmite informații despre poziția sa în interiorul tractului gastro-intestinal folosind un tag RFID bioresorbabil realizat din molibden și celuloză.

Laboratorul lui Traverso a prezentat în ianuarie sistemul SAFARI, care folosește taguri RFID pasive alimentate prin energie recoltată. Această metodă limita însă raza de comunicare.

În noul studiu, cercetătorii au demonstrat pe animale că tagurile RFID pot fi alimentate eficient de bateria bioresorbabilă în formă de disc.

Cu această sursă de energie, dispozitivul poate transmite continuu din interiorul tractului gastro-intestinal, iar raza de comunicare poate ajunge la 1,5 metri.

Cercetătorii intenționează să înceapă în aproximativ doi ani un studiu clinic pentru sistemul SAFARI.

O baterie care dispare, dar lasă loc unor noi dispozitive medicale

Noua tehnologie ar putea avea avantaje atât pentru pacienți, cât și pentru mediu, susțin cercetătorii. În cazul dispozitivelor ingerabile temporar, o baterie bioresorbabilă elimină necesitatea utilizării unor baterii care trebuie să rămână intacte pe toată durata tranzitului gastrointestinal.

În plus, materialele care ajung să fie eliminate din organism s-ar putea degrada ulterior și în mediu.

„Avantajele sunt duble: pe de o parte, capacitatea de a fi bioresorbabil, dar și potențialul de a minimiza impactul asupra mediului, deoarece materialele se vor degrada și în mediu”, spune Traverso.

Studiul nu înseamnă însă că astfel de baterii sunt deja disponibile pentru utilizarea medicală de rutină. Cercetătorii au demonstrat până acum funcționarea tehnologiei și a unor aplicații în experimente, iar pentru sistemul SAFARI este planificat un studiu clinic.

Detalii privind publicația

Studiul „Bioresorbable batteries for transiently ingestible bioelectronics”, coordonat de Giovanni Traverso, a fost publicat în Nature Chemical Engineering în 2026.

DOI: 10.1038/s44286-026-00443-7.