Gli scienziati trasformano lo zucchero nel sangue umano in elettricità: come funziona

Hai solo bisogno di una cella a combustibile sotto la pelle.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sfruttato la capacità del corpo umano di produrre elettricità per dimostrare come posizionando una cella a combustibile sotto la pelle si possa trasformare lo zucchero nel sangue in energia.

Pubblicato su Advanced Materials, il gruppo di ricerca, guidato da Martin Fussenegger, mostra che il nostro eccesso di zucchero nel sangue può persino alimentare dispositivi medici come pompe per insulina e, potenzialmente, pacemaker.

"Molte persone, soprattutto nei paesi industrializzati occidentali, consumano più carboidrati di quelli di cui hanno bisogno nella vita di tutti i giorni", afferma Fussengger in un comunicato stampa. "Questo ci ha dato l'idea di utilizzare questa energia metabolica in eccesso per produrre elettricità per alimentare dispositivi biomedici."

La nuova cella a combustibile del team si basa su un elettrodo fatto di nanoparticelle a base di rame, progettato appositamente per questa applicazione presso il Dipartimento di scienza e ingegneria dei biosistemi dell'ETH di Zurigo a Basilea. È avvolto in uno speciale tessuto non tessuto e rivestito con una sostanza chiamata alginato, ricavata dalle alghe e utilizzata spesso in campo medico. La cella a combustibile rivestita in tessuto può quindi essere impiantata sotto la pelle, dove l'alginato può funzionare il duplice compito di assorbire i fluidi corporei e di aprire la porta affinché il glucosio entri nella cella a combustibile. E una volta che è lì, può essere collegato a una capsula contenente cellule beta artificiali, imitazioni artificiali delle cellule che producono insulina nel nostro corpo.

La porzione di cella a combustibile di questo duo è alimentata dal glucosio che, assorbito, viene diviso dalla cella per generare elettricità. Questa elettricità viaggia poi verso la capsula con le cellule beta artificiali, dove le spinge a produrre e rilasciare insulina nel sangue. Il sistema è quindi in grado di riportare il livello di zucchero nel sangue di una persona a un livello normale e di disattivare la produzione di insulina fino a quando non viene rilevato un altro picco di zucchero nel sangue.

"Il nuovo sistema", afferma Fussenegger, "regola autonomamente il livello di insulina e di glucosio nel sangue e potrebbe essere utilizzato in futuro per trattare il diabete".

Il team afferma che all'interno del corpo viene generata abbastanza elettricità non solo per alimentare queste cellule beta artificiali, ma anche per consentire all'intero sistema di comunicare potenzialmente con dispositivi esterni. Ciò consentirebbe agli utenti di regolare la propria pompa per insulina alimentata dal corpo direttamente dai loro telefoni.

Il prodotto è stato testato con successo sui topi, ma Fussenegger afferma che il suo team non ha le finanze per portare questa idea a un livello commercialmente fattibile. Speriamo che trovino presto un partner.

Tim Newcomb è un giornalista con sede nel Pacifico nordoccidentale. Si occupa di stadi, scarpe da ginnastica, attrezzature, infrastrutture e altro ancora per una varietà di pubblicazioni, tra cui Popular Mechanics. Le sue interviste preferite includono incontri con Roger Federer in Svizzera, Kobe Bryant a Los Angeles e Tinker Hatfield a Portland.

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