الصين تطور بطارية قابلة للزرع يعاد شحنها بواسطة الجسم

ابتكر باحثون في الصين بطارية “ثورية” قابلة للزرع تعمل بالأكسجين الموجود في الجسم، يمكن أن تكون بديلاً للبطاريات التقليدية التي تُستخدم كمصدر طاقة لتشغيل الأجهزة الطبية القابلة للزرع، بحسب دراسة منشورة في دورية Chem.
اقرأ المزيد من صحيفة هتون الدولية

وقد حققت البطاريات والإلكترونيات القابلة للزراعة تحولا جذريا في الصناعة الطبية على مر السنين، حيث أحدثت أجهزة ضبط نبضات القلب والمحفزات العصبية ثورة في كيفية تعامل الأطباء مع الألم.

لكن هذه البطاريات غالبا ما تنفد وتحتاج إلى الاستبدال، وحتى الآن، كانت الطريقة الوحيدة للقيام بذلك هي إجراء عملية جراحية خطيرة.

وتُستخدم البطاريات التقليدية مثل “بطاريات الليثيوم أيون، والفضة والزنك” بشكل شائع لتشغيل الأجهزة القابلة للزرع، ولكنها تواجه قيوداً بسبب كمية المادة النشطة التي يمكن أن تحتويها، ما يؤثر في عمرها الافتراضي.

ومع ذلك، فقد شهدت أحدث التقنيات الطبية تطوير بطارية من قبل علماء في جامعة تيانغين للتكنولوجيا الصينية، قابلة للزرع تعمل على إمداد الجسم بالأكسجين.

وقال شيشانغ ليو، أحد الأساتذة المشرفين على تطوير البطارية الجديدة، إن استخدام الأكسجين هو المصدر الأكثر وضوحا للبطارية اللانهائية.

وأضاف ليو: “عندما تفكر في الأمر، فإن الأكسجين هو مصدر حياتنا. إذا تمكنا من الاستفادة من الإمداد المستمر بالأكسجين في الجسم، فلن يكون عمر البطارية محدودا بالمواد المحدودة الموجودة في البطاريات التقليدية”.

وشرع ليو، مع فريق من العلماء، في بناء بطارية يمكنها التفاعل مع الأكسجين الموجود في الجسم لتوليد الكهرباء.

وقام فريق البحث بإنشاء أقطاب كهربائية للبطارية من سبيكة أساسها الصوديوم، وذلك نظرا لوجودها بالفعل على نطاق واسع في جميع أنحاء جسم الإنسان ويتم تطويرها أيضا للاستخدام في البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

وتُمثّل بطاريات الصوديوم والذهب النانوي بديلاً واعداً، إذ تستخدم الأكسجين كعنصر نشط في الكاثود (وهو القطب السالب في الخلية الكهربائية أو البطارية أو الدائرة الكهربائية)، وغالباً ما تستخدم أنوداً معدنياً.

ويمكن لهذه البطاريات تحقيق كثافات طاقة أعلى بكثير مقارنة بالخيارات التقليدية، ومن المحتمل أن توفر كثافات طاقة أكبر بعدة مرات من بطاريات الليثيوم أيون الحالية.

وأشارت الدراسة إلى أن وجود الأكسجين في كل مكان بالأنسجة الحية يجعل هذه البطاريات جذابة على نحو خاص للتجديد المستمر لمصادر الطاقة داخل الجسم.

ولاختبار ابتكارهم الثوري، قام العلماء بزرع البطارية في العديد من فئران التجارب. ووجدوا أنه بعد أسبوعين من الاختبارات، لم تواجه الفئران أي آثار صحية ضارة، وأكدوا أن إنتاج الكهرباء كان مستقرا.

وعلى الرغم من أن الجهد الناتج كان نحو 1.3 إلى 1.4 فولت، وهو أقل بقليل من الطاقة الحالية التي تولدها الأجهزة الطبية، إلا أن الخبراء يعتقدون أنه يبشر بالخير لمستقبل بطارياتهم.

وذكر ليو أن إنتاج الكهرباء كان غير مستقر مباشرة بعد زرع الأجهزة، ولكن سرعان ما تم تنظيم ذلك ذاتيا.

وكانت البطارية تساعد في عملية الشفاء بشكل كبير، حيث أوضح ليو: “اتضح أنه كان علينا أن نمنح الجرح وقتا للشفاء، حتى تتجدد الأوعية الدموية حول البطارية وتزود بالأكسجين، قبل أن تتمكن البطارية من توفير كهرباء مستقرة. وهذا اكتشاف مفاجئ ومثير للاهتمام لأنه يعني أن البطارية يمكن أن تساعد في مراقبة التئام الجروح”.