Smarte Sensoren im Körper könnten die Medizin grundlegend verändern. Doch herkömmliche Batterien sind im Verdauungstrakt gefährlich. Ein Forscherteam am MIT hat jetzt eine essbare Batterie aus Papier entwickelt, die nach getaner Arbeit einfach wie Brausepulver zerfällt.
Ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat eine kreative Lösung für ein großes Problem in der Medizin entwickelt. Denn es eröffnen sich immer mehr sinnvolle Einsatzszenarien, in denen sich intelligente Sensoren in den menschlichen Körper einsetzen lassen. Doch gewöhnliche Batterien aus Lithium oder Alkali bergen enorme Risiken, gerade im Verdauungstrakt.
Verschluckte Akkus aus heute weitverbreiteten Verbindungen können giftige Substanzen abgeben, gefährliche Gase freisetzen oder das empfindliche Gewebe verätzen. Um das zu verhindern, stecken Hersteller solche Batterien bisher in dicke Schutzhüllen. Das reduziert zwar das Risiko, ist aber in der Folge für riesige Mengen an umweltschädlichem Elektroschrott verantwortlich.
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Essbare Batterie verhält sich wie Brausepulver
Die Basis des neuen Energiespeichers besteht aus klassischem Papier. Dieses beschichten die Wissenschaftler mit den Stoffen Magnesium und Molybdäntrioxid. Das führt dazu, dass das Papier im Verdauungstrakt eine elektrische Spannung erzeugen kann. In ersten Versuchen erreichte diese einen Wert von 1,84 Volt.
Die Ergebnisse, die aus der Erprobung an Schweinen stammen, belegen zusätzlich eine Laufzeit von drei Tagen. In dieser Zeit funkte das Gerät zuverlässig über 1,5 Meter an einen Empfänger. In einem anspruchsvolleren Versuch versorgte die Batterie zudem eine Kapsel zur elektrischen Magenstimulation über 20 Minuten hinweg mit der nötigen Energie.
Das Besondere an dem System ist das Ende der Lebensdauer. Wenn die Arbeit einmal erledigt ist, zersetzt sich die Batterie von selbst. Das ist vergleichbar mit essbarem Brausepulver. Erst liefert es sprudelnde Energie und zersetzt sich dann in Substanzen, die der Körper einfach verarbeiten kann. Dabei hinterlässt die elektrische Stimulation des Gewebes keine nennenswerten Schäden.
Was das konkret für die Zukunft bedeutet
Das Team spricht von diversen möglichen Einsatzszenarien. Durch drahtlose RFID-Chips im Magen ließe sich etwa eine Medikamenteneinnahme komplett schmerzfrei verfolgen. Ärzte wüssten sofort live, ob und wann eine Tablette im Körper ankommt. Zudem könnten Mediziner Patienten mit Magenentleerungsstörungen durch sanfte elektrische Impulse schonend behandeln. Dabei soll kaum Elektroschrott anfallen, da die massiven Gehäuse wegfallen.
Trotzdem gibt es noch einen Haken bei der Nachhaltigkeit. Während sich die eigentliche Batterie auflöst, zersetzen sich elektronische Bauteile (etwa die Leiterplatte) nicht biologisch. Das bedeutet, dass der Körper diese weiterhin auf einem natürlichen Weg ausscheiden muss.
Die Lösung ist bisher nicht bereit für die Praxis. Bislang erprobte das Team die Technologie nur an einer kleinen Anzahl von Versuchstieren. Bevor der erste Einsatz im Menschen möglich ist, benötigt es noch weitere klinische Prüfungen.
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