Pesquisadores desenvolveram uma bateria à base de papel que pode ser ingerida para fornecer energia a dispositivos médicos temporários instalados no trato gastrointestinal. O componente foi projetado para se degradar gradualmente no organismo, sem deixar resíduos tóxicos.
Em testes realizados com porcos, a bateria manteve os equipamentos em funcionamento por até três dias antes de se decompor completamente.
A tecnologia ainda precisa passar por avaliações de segurança e eficácia em humanos, mas pode abrir caminho para dispositivos médicos que não dependam de procedimentos cirúrgicos para a retirada da fonte de energia.
O estudo foi publicado na segunda-feira (21 de setembro) na revista Nature Chemical Engineering.
Como funciona a bateria ingerível
As baterias tradicionais em dispositivos ingeríveis ocupam muito espaço e precisam permanecer seladas para evitar vazamento de seus componentes internos nos tecidos ao redor.
A nova bateria resolve esse problema usando materiais que se decompõem naturalmente no ambiente ácido do estômago e intestinos, sendo absorvidos sem deixar fragmentos perigosos ou resíduos prejudiciais.
A estrutura funciona em camadas: uma liga de magnésio forma o ânodo (terminal negativo), enquanto trióxido de molibdênio e carvão ativado compõem o cátodo (terminal positivo). Entre eles fica um eletrólito biodegradável que permite a geração de corrente elétrica.
Os pesquisadores adaptaram esses materiais conhecidos, usados em protótipos anteriores para eletrônicos médicos temporários, em uma bateria fina e porosa usando nanofibrilas de celulose como ligante.
Essa estrutura de papel melhora a resistência da bateria e o controle sobre a degradação, mantendo a produção de energia.
Proteção contra degradação prematura
Para evitar que a bateria se quebrasse muito rapidamente no ácido do estômago, os cientistas a revestiram com cera de abelha. Algumas versões receberam ainda uma camada extra de cera de candelila, extraída da planta Euphorbia antisyphilitica, para proteção prolongada.
Esse revestimento de cera não é apenas uma embalagem: funciona como elemento de design que controla quanto tempo a bateria permanece funcional.
A equipe trabalha agora para padronizar a fabricação e ajustar o revestimento para que as baterias funcionem em períodos específicos, de horas a dias.
A equipe criou duas versões, e a menor, pequena o suficiente para caber dentro de uma cápsula de gelatina padrão, produziu cerca de 1,77 volts em testes laboratoriais.
Ela pode armazenar e entregar 2 miliamperes-hora por centímetro quadrado, capacidade suficiente para alimentar eletrônicos de baixa potência.
A versão maior gerou aproximadamente 1,84 volts e um máximo de 3,5 miliamperes-hora, adequada para dispositivos que exigem um pouco mais de energia.
Aplicações médicas potenciais
Dispositivos ingeríveis atuais já são usados para detectar sangramento no trato digestivo, liberar medicamentos em locais específicos ou estimular tecidos e órgãos.
Uma bateria biodegradável que funcione por dias sem deixar resíduos tóxicos ampliaria as possibilidades de tratamentos temporários, especialmente quando a retirada do dispositivo exigiria um procedimento cirúrgico com os sistemas atuais.
Um especialista da Universidade de Maryland que não participou da pesquisa destacou a importância da redução do tamanho da bateria. Segundo ele, os componentes convencionais podem ocupar grande parte do espaço disponível dentro de dispositivos ingeríveis.
Por isso, qualquer solução que mantenha a potência necessária enquanto reduz o volume da cápsula oferece benefício claro para o desenvolvimento desses equipamentos médicos.
