Innovatieve energieoplossingen voor biocompatibele microbatterijen in medische en robotische toepassingen
AmsterdamOnderzoekers van de Universiteit van Oxford hebben vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van zeer kleine, zachte batterijen voor gebruik in medische apparaten. Deze minuscule batterijen zijn essentieel voor het aandrijven van apparaten die kleiner zijn dan enkele kubieke millimeters. Zulke apparaten zijn nodig voor medische procedures die minimaal invasief zijn en met lichaamsweefsel werken. Belangrijke eigenschappen van deze batterijen moeten zijn:
- Hoge energiecapaciteit
- Biocompatibiliteit
- Biologisch afbreekbaar
- Activeerbaar met een trigger
- Mogelijkheid voor bediening op afstand
Bestaande batterijtechnologieën kunnen niet alle behoeften tegelijkertijd vervullen. Het onderzoeksteam van Oxford heeft een kleine lithium-ionbatterij ontwikkeld met behulp van hydrogel druppels die veilig zijn voor het lichaam. Deze batterijen maken gebruik van een methode waarbij drie kleine druppels met elkaar verbinden, waardoor ze meer energie kunnen opslaan door lithium-ion deeltjes binnen de druppels vast te houden.
Geavanceerde batterijen hebben veel toepassingen, vooral in de medische sector, zoals bij hartbehandelingen. Uit vroege tests blijkt dat wetenschappers deze batterijen hebben gebruikt om de hartslag van muizen te reguleren en te helpen bij hartgerelateerde schokken. Dit is van belang omdat hartritmestoornissen een groot gezondheidsprobleem zijn. Door magnetische deeltjes toe te voegen, kunnen deze batterijen worden verplaatst en dienen als draagbare energiebronnen in zowel medische als robotische toepassingen.
Deze nieuwe batterijtechnologie is een grote vooruitgang in het ontwikkelen van kleine elektronische apparaten die uitstekend functioneren en veilig zijn voor gebruik in het menselijk lichaam. Het is cruciaal dat deze batterijen veilig zijn en op een natuurlijke manier afbreken, omdat dit ervoor zorgt dat ze geen schadelijke reacties veroorzaken en niet hoeven te worden verwijderd.
Deze vooruitstrevende technologie belooft veranderingen te brengen in diverse sectoren, met name in de klinische geneeskunde, waar nauwkeurige diagnostiek en behandelingen de norm beginnen te worden. Daarnaast kan het de ontwikkeling van kleine robotsystemen stimuleren die complexe taken uitvoeren in krappe ruimtes, zoals chirurgische robots of systemen voor gerichte medicijnafgifte.
Oxford University Innovation heeft patent aangevraagd voor deze technologie. Het doel is om deze batterijen te gebruiken in geavanceerde medische apparaten die na gebruik in het lichaam kunnen oplossen of worden opgenomen. Dit lost het probleem van elektronisch afval in medische omgevingen op en biedt mogelijkheden voor nieuwe ontwikkelingen in de geneeskunde en robotica.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s44286-024-00136-zen de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Yujia Zhang, Tianyi Sun, Xingyun Yang, Linna Zhou, Cheryl M. J. Tan, Ming Lei, Hagan Bayley. A microscale soft lithium-ion battery for tissue stimulation. Nature Chemical Engineering, 2024; DOI: 10.1038/s44286-024-00136-zDeel dit artikel