Medisch onderzoekers maken steeds vaker gebruik van kleine apparaatjes die je kunt inslikken, zoals een elektronische pil met een cameraatje. Om die dingen echt veilig te maken, werken Amerikaanse wetenschappers aan een batterij uit lichaamseigen en onschadelijke materialen. Ze presteren slechter dan conventionele batterijen, maar goed genoeg.


Artsen vinden het soms handig om een klein apparaatje het lichaam van een patiënt — bijvoorbeeld het spijsverteringskanaal — in te sturen. Die moet dan een elektronische pil inslikken met een camera aan boord, die in het lichaam beelden maakt.

Zo werken ze in Schotland aan een camerapil die darmkanker kan opsporen (artikel ‘Videopil detecteert darmkanker’). En Australische onderzoekers hebben een elektronische pil (zie foto) gebouwd die in het maag-darmkanaal de daar aanwezige gassen analyseert (artikel ‘Elektronische pil meet gas in darmen’), op zoek naar vervelende ziektes als Crohn of colitis ulcerosa.

Nare gevolgen

Maar deze geavanceerde apparaatjes hebben vaak nog een conventioneel batterijtje aan boord. Zou dat om een of andere reden in het lichaam blijven hangen, dan kan dat nare gevolgen hebben.

Veel beter zou het zijn om het batterijtje te maken uit materialen die niet giftig zijn. Onderzoekers van de Amerikaanse Carnegie Mellon University hebben een eerste poging gedaan. Zij fabriceerden een batterijtje op basis van het materiaal melanine. Dit is de stof die in de huid zorgt dat schadelijk UV-licht wordt geabsorbeerd (meer op Wikipedia). Bijkomende eigenschap van melanine is dat het metaalionen aan zich kan binden. ‘Wij dachten, dat is in de basis een batterij’, aldus hoofdonderzoeker Christopher Bettinger in een persbericht van de American Chemical Society. 

Eenvoudige batterij

In experimenten gebruikte Bettinger melanine de ene keer als anode en de andere keer als kathode van een eenvoudige batterij. Voor de andere elektrode bleken verschillende materialen geschikt, zoals mangaanoxide en natriumtitaniumfosfaat. Ionen van koper of ijzer — in het lichaam meer dan voldoende aanwezig — zouden kunnen zorgen voor het ladingtransport tussen de twee elektroden.

Onze veilige batterij heeft matige prestaties, maar hij is wel goed genoeg

Het unieke batterijtje blijkt te werken, maar naar normale standaarden niet erg goed. De onderzoekers beweren dat ze, afhankelijk van de configuratie, een batterij kunnen maken die 18 uur lang een vermogen van 5 mW kan leveren. Bettinger: ‘Het mooie is dat zo’n elektronische pil die je inslikt maximaal 20 uur in het lichaam verblijft. Zelfs een batterij met matige prestaties, zoals die van ons, voldoet daarvoor.’

Toepassingen

De onderzoekers denken aan toepassingen zoals een elektronische pil die veranderingen meet in het microbioom van de darmen (de bacteriepopulatie) en wanneer nodig een beetje medicijn laat vrijkomen. Ook werken ze aan experimentele batterijen op basis van andere veilige stoffen, zoals pectine, een plantenmateriaal dat wordt gebruikt in jam.


Openingsfoto: Op de tong van hoofdonderzoeker dr. Christopher Bettinger is een inslikbare batterij te zien. Foto Bettinger Lab, Carnegie Mellon University.