Egy tabletta, amely megvizsgálja, hogyan működnek a beleid, majd egyszerűen megemésztődik, mint egy étkezés, tudományos-fantasztikusnak hangzik. Az uniós támogatású ELFO projekt, amelyet az Olasz Technológiai Intézetben vezettek 2020 és 2025 között, mégis pontosan ilyen elektronikát épített mézből, fogkrémpigmentből, tengeri algából és vöröskáposzta-léből. A cél biztonságosabb, fenntarthatóbb eszközök létrehozása, amelyek egy napon kiválthatnak bizonyos invazív beavatkozásokat. A végén pedig kiderítheted, bíznál-e egy szenzoros tablettában.
A lenyelhető eszközök nem invazív módot kínálnak arra, hogy bepillantsunk a testbe. Úgy nyelik le őket, mint egy közönséges tablettát, és valós időben követhetik a pH-t, a testhőmérsékletet és más élettani paramétereket, ami csökkenti az invazív beavatkozások szükségességét.
Ez az ígéret. A valóság azonban az uniós támogatású ELFO projekt csapata szerint kicsit bonyolultabb.
A mai lenyelhető eszközök olyan anyagokat tartalmaznak, amelyek veszélyesek a betegekre, és a kidobásuk után károsak a környezetre. Ennek gyakorlati következményei az orvoslás számára is vannak. Ahogy a projekt koordinátora, Mario Caironi, az Olasz Technológiai Intézet Nyomtatott és Molekuláris Elektronikai Laboratóriumának munkatársa fogalmaz: „A legtöbb jelenlegi lenyelhető eszköz beadását biztonsági okokból felügyelni kell, ami elszalasztott lehetőségeket jelent a tömeges egészségügyi szűrőprogramok számára.”
Más szóval, ha minden lenyelt szenzorra szakembernek kell felügyelnie, nehéz ilyen technológiát nagy léptékben használni.
Az ELFO, az „Electronic Food: enabling edible electronic systems for biomedical and food monitoring applications” rövidítése, azt tűzte ki célul, hogy ezt a problémát élelmiszer-alapanyagokból épített ehető elektronikával oldja meg. A projektet az Európai Kutatási Tanács finanszírozta a Horizont 2020 keretében, 2020. szeptember 1. és 2025. augusztus 31. között futott, az uniós hozzájárulás pedig 1 980 000 euró volt.
Az ötletet könnyű kimondani, de nehéz megvalósítani: olyan eszközök, amelyek elvégzik a dolgukat, aztán nyomtalanul eltűnnek. Caironi így magyarázza: „A feladatuk elvégzése után ezek az elektronikai eszközök természetes úton megemészthetők, sőt metabolizálhatók, elektronikai hulladék nélkül.”
A kutatók azzal kezdték, hogy összeállítottak egy jelölt anyagokból álló gyűjteményt, amelyek hasznos elektronikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és a szervezet könnyen feldolgozza őket. Annak eldöntésében, mi érdemel figyelmet, olyan szabályozó hatóságok iránymutatását követték, mint az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság és az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA).
Ezután a csapat úgy optimalizálta az anyagokat, hogy vezetőként, szigetelőként vagy félvezetőként működhessenek, vagyis minden elektronikus áramkör alapvető építőköveiként. Ezt követte a döntő lépés: tesztelés szimulált gyomor- és bélnedvekben, hogy biztosan megmaradjanak a tulajdonságaik a testben is, ne csak a laboratóriumi asztalon.
Néhány eredmény még a tudósokat is meglepte. „Nagyon izgalmas volt látni, hogy néhány egzotikus anyag váratlanul jól működik. Kiderült, hogy a méz kiválóan alkalmas tranzisztorok kapuzására, a fogkrémpigment pedig kitűnő, stabil félvezetőt kínál” – mondja Caironi.
Alacsony hőmérsékletű, folyadékalapú eljárásokkal, például tintasugaras nyomtatással a csapat ehető alkatrészek egész sorát állította elő:
Ezekből az alkatrészekből a projekt két demonstrátort épített. Az első egy okostabletta, amelyet az emésztőrendszer egészségének követésére terveztek. A második egy élelmiszer-szenzor, amely nem a beteg állapotát, hanem az ételek biztonságát és minőségét követi.
Minden elektronikus eszköznek energiaforrásra van szüksége, és ez volt a másik kihívás, amelyet az ELFO felvállalt. A csapat kifejlesztette azt, amit a világ első ehető, újratölthető elemeként ír le. Az összetevői inkább receptnek tűnnek, mint alkatrészlistának: riboflavin, kvercetin (a hagymában található sárga pigment), nori hínár, aktív szén, ehető arany és sós víz.
A találmány jóval a laboratóriumon túl is felkeltette a figyelmet: a TIME magazin 2023 legjobb találmányai közé sorolta. Caironi így foglalja össze az előrehaladást: „Az ehető elemet olyan szintre fejlesztettük, hogy a legtöbb lenyelhető eszközt képes ellátni árammal, az élelmiszer-szenzor pedig rögzíteni tudja, mikor olvadt ki és fagyott vissza újra az étel, ami azt jelzi, hogy fogyasztásra alkalmatlanná vált.”
Ez a második rész jól jön bárkinek, aki töprengett már azon, hogy a fagyasztott zöldséges zacskó túlélte-e a hazautat a boltból.
A munka az ELFO-val nem ér véget. Az EAT nevű, szintén az Európai Kutatási Tanács által támogatott folytatásprojekt viszi tovább a kutatást. „Az EAT célja az első teljesen ehető tabletta megalkotása a gyomorürülési idő mérésére, ami a táplálkozási szakemberek számára fontos a jóllakottság vizsgálatához. Azt szeretnénk, ha ez az ehető tabletta platformmá válna, amelybe a jövőben más célokra további szenzorokat lehet beépíteni” – mondja Caironi.
Ha ez sikerül, egyetlen lenyelt tabletta elárulhatja a kutatóknak, milyen gyorsan hagyja el az étel a gyomrot, később pedig más szenzorokat is hordozhat.
Az Olasz Technológiai Intézet által 2020 és 2025 között koordinált ELFO projekt megmutatta, hogy az elektronika élelmiszerekből is készülhet: mézből, fogkrémpigmentből, béta-karotinból, kitozánból, aranylemezből és vöröskáposzta-léből. A csapat szimulált emésztőnedvekben tesztelte az anyagait, okostablettát épített a bélrendszer egészségére, élelmiszer-szenzort, amely kiszúrja a kiolvasztott és újrafagyasztott ételt, továbbá ehető újratölthető elemet, amelyet a TIME 2023 legjobb találmányai közé sorolt. A folytatásként indult EAT projekt egy teljesen ehető tabletta kifejlesztésén dolgozik, amely a gyomorürülési időt méri.
5 kérdés · egy perc
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文