Onderzoekers van de Washington State University hebben een implanteerbaar, biobrandstof-aangedreven sensor die op suiker werkt en de biologische signalen van een lichaam kan volgen om te detecteren, ziekten te voorkomen en te diagnosticeren.

Een interdisciplinair onderzoeksteam onder leiding van Subhanshu Gupta, assistent-professor aan de WSU's School of Electrical Engineering and Computer Science, ontwikkelde de unieke sensor, die, mogelijk gemaakt door de biobrandstofcel, oogst glucose uit lichaamsvloeistoffen om te rennen.

Het onderzoeksteam heeft een unieke integratie van de biobrandstofcel met elektronica aangetoond om fysiologische en biochemische signalen met hoge gevoeligheid te verwerken.

Hun werk is onlangs gepubliceerd in de IEEE-transacties van circuits en systemen logboek.

Professoren Su Ha en Alla Kostyukova van de Gene and Linda School of Chemical Engineering and Bioengineering, geleid ontwerp van de biobrandstofcel.

Veel populaire sensoren voor ziektedetectie zijn ofwel horloges, die moeten worden opgeladen, of pleisters die op de huid worden gedragen, die oppervlakkig zijn en niet kunnen worden ingebed. De sensor die door het WSU-team is ontwikkeld, kan ook de noodzaak wegnemen om in een vinger te prikken voor het testen van bepaalde ziekten, zoals suikerziekte.

"Het menselijk lichaam vervoert veel brandstof in zijn lichaamsvloeistoffen via bloedglucose of lactaat rond de huid en mond, "zei Gupta. "Het gebruik van een biobrandstofcel opent de deur naar het gebruik van het lichaam als potentiële brandstof."

De elektronica in de sensor maakt gebruik van ultramodern ontwerp en fabricage om slechts een paar microwatt aan stroom te verbruiken terwijl ze zeer gevoelig is. Door deze elektronica te koppelen aan de biobrandstofcel is deze efficiënter dan traditionele batterijgevoede apparaten. zei Gupta. Omdat het afhankelijk is van lichaamsglucose, de elektronica van de sensor kan onbeperkt worden gevoed. Dus, bijvoorbeeld, de sensor zou kunnen werken op suiker die net onder de huid wordt geproduceerd.

In tegenstelling tot veelgebruikte lithium-ionbatterijen, de biobrandstofcel is ook volledig niet-toxisch, waardoor het veelbelovender wordt als implantaat voor mensen, hij zei. Het is ook stabieler en gevoeliger dan conventionele biobrandstofcellen.

De onderzoekers zeggen dat hun sensor goedkoop kan worden vervaardigd door massaproductie, door gebruik te maken van schaalvoordelen.

Terwijl de sensoren in het laboratorium zijn getest, de onderzoekers hopen ze te testen en aan te tonen in bloedcapillairen, waarvoor wettelijke goedkeuring vereist is. Ook werken de onderzoekers aan het verder verbeteren en vergroten van het vermogen van hun biobrandstofcel.

"Dit brengt de technologie voor het maken van een biobrandstofcel samen met onze geavanceerde elektronica, "zei Gupta. "Het is een heel goed huwelijk dat voor veel toekomstige toepassingen zou kunnen werken."