حقّق باحثو جامعة «أكسفورد» البريطانية خطوة مهمّة نحو إنتاج بطاريات ذكية مصغَّرة وناعمة الملمس يمكن استخدامها في مجموعة متنوّعة من التطبيقات الطبّية داخل الجسم، بما فيها إزالة الرجفان وتنظيم نبضات القلب.
ووفق دراسة جديدة نُشرت، الجمعة، في مجلة «نيتشر كيميكال إنجينيرنغ»، يتطلّب تطوير الأجهزة الذكية التي يقلّ حجمها عن بضعة ملليمترات مكعّبة، مصادر طاقة صغيرة أيضاً بالقدر عينه.
وبالنسبة إلى الأجهزة الطبّية الحيوية التي تتفاعل مع الأنسجة البيولوجية، يجب تصنيع مصادر الطاقة هذه من مواد شديدة النعومة. ومن الناحية المثالية، يجب أن تتمتّع أيضاً بميّزات مثل السعة العالية للطاقة، والتوافق البيولوجي مع أنسجة الجسم الحيوية، والقابلية للتحلّل البيولوجي داخل الجسم، وكذلك القابلية للتنشيط من أجل تشغيلها عند الحاجة، وأخيراً القدرة على التحكم عن بُعد.
ووفق باحثي الدراسة، فإنه حتى الآن، لم تكن هناك بطارية يمكنها تلبية كل هذه المتطلبات دفعة واحدة. ولتلبيتها، طوّر الباحثون من قسمَي الكيمياء والصيدلة بجامعة «أكسفورد» البريطانية، بطارية ليثيوم أيون مصغَّرة وناعمة مصنوعة من قطرات الهيدروجيل -مادة تشبه الصابون- المتوافقة حيوياً.
وهو ما علّق عليه الدكتور يوجيا تشانغ من قسم الكيمياء بالجامعة، والباحث الرئيسي في الدراسة: «يمكن تنشيط هذه البطارية بالضوء، وهي تتميّز بأنها قابلة لإعادة الشحن، وللتحلُّل البيولوجي بعد الاستخدام»، مشدّداً على أنها «أصغر بطارية ليثيوم أيون من الهيدروجيل حتى الآن، كما أن لديها كثافة طاقة متفوّقة على البطاريات الأخرى».
وأضاف لموقع الجامعة: «استخدمنا البطارية الجديدة في التحكُّم بضربات القلب وإزالة الرجفان في قلوب فئران التجارب. وبإضافة جزيئات مغناطيسية للتحكُّم في حركتها، يمكن للبطارية أيضاً أن تعمل حاملَ طاقة متحركاً داخل الجسم».
ووفق البروفسور مينغ لي، الاختصاصي الأول في وظائف القلب الكهربائية: «يُعدُّ عدم انتظام ضربات القلب أحد الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العالم»، مؤكداً أنّ هذا التطبيق التجريبي أظهر في النماذج الحيوانية نهجاً جديداً ومثيراً للأجهزة اللاسلكية القابلة للتحلُّل البيولوجي داخل الجسم في إدارة عدم انتظام ضربات القلب.
وأضاف البروفسور هاجان بيلي، رئيس مجموعة البحث: «بطارية الليثيوم أيون الجديدة هي الأكثر تطوّراً في سلسلة من حزم الطاقة المجهرية التي طوّرها الدكتور تشانغ وفريقه، وتشير إلى مستقبل رائع للأجهزة الإلكترونية المتوافقة بيولوجياً، التي يمكن أن تعمل في ظل ظروف فسيولوجية معقّدة».
وتقدّم الباحثون بطلب للحصول على براءة اختراع من خلال قسم الابتكار بالجامعة. ويتوقّعون أن تفتح هذه البطارية الصغيرة متعدّدة الاستخدامات، التي تستخدم بشكل خاص في الأجهزة والروبوتات الصغيرة الحجم للتطبيقات البيولوجية، إمكانات جديدة في مجالات مختلفة بما فيها الطبّ السريري.
