Forskare vid Washington State University har utvecklat en implanterbar, biobränsledriven sensor som drivs på socker och kan övervaka en kropps biologiska signaler för att upptäcka, förebygga och diagnostisera sjukdomar.

En tvärvetenskaplig forskargrupp ledd av Subhanshu Gupta, biträdande professor vid WSU:s School of Electrical Engineering and Computer Science, utvecklat den unika sensorn, som, aktiveras av biobränslecellen, skördar glukos från kroppsvätskor för att rinna.

Forskargruppen har visat en unik integration av biobränslecellen med elektronik för att bearbeta fysiologiska och biokemiska signaler med hög känslighet.

Deras arbete publicerades nyligen i IEEE-transaktioner av kretsar och system tidning.

Professorerna Su Ha och Alla Kostyukova från Gene and Linda School of Chemical Engineering and Bioengineering, led design av biobränslecellen.

Många populära sensorer för sjukdomsdetektering är antingen klockor, som behöver laddas om, eller plåster som bärs på huden, som är ytliga och inte kan bäddas in. Sensorn som utvecklats av WSU-teamet kan också ta bort behovet av att sticka ett finger för att testa vissa sjukdomar, såsom diabetes.

"Människroppen bär mycket bränsle i sina kroppsvätskor genom blodsocker eller laktat runt huden och munnen, ", sa Gupta. "Att använda en biobränslecell öppnar dörren till att använda kroppen som potentiellt bränsle."

Elektroniken i sensorn använder toppmodern design och tillverkning för att förbruka endast några mikrowatt ström samtidigt som den är mycket känslig. Att koppla denna elektronik med biobränslecellen gör den effektivare än traditionella batteridrivna enheter, sa Gupta. Eftersom det är beroende av kroppens glukos, sensorns elektronik kan drivas på obestämd tid. Så, till exempel, sensorn kan köras på socker som produceras precis under huden.

Till skillnad från vanliga litiumjonbatterier, biobränslecellen är också helt giftfri, gör det mer lovande som ett implantat för människor, han sa. Det är också mer stabilt och känsligt än konventionella biobränsleceller.

Forskarna säger att deras sensor kan tillverkas billigt genom massproduktion, genom att utnyttja stordriftsfördelar.

Medan sensorerna har testats i labbet, forskarna hoppas kunna testa och demonstrera dem i blodkapillärer, som kommer att kräva myndighetsgodkännande. Forskarna arbetar också med att ytterligare förbättra och öka effekten av sin biobränslecell.

"Detta sammanför tekniken för att göra en biobränslecell med vår sofistikerade elektronik, " sa Gupta. "Det är ett mycket bra äktenskap som skulle kunna fungera för många framtida ansökningar."