Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point une batterie en papier biodégradable et ingérable, conçue pour alimenter des dispositifs médicaux temporaires à l’intérieur du système digestif. Selon les informations publiées dans la revue Nature Chemical Engineering et relayées par Live Science, les prototypes ont été testés sur des porcs. Les expériences ont révélé que ces batteries pouvaient fournir de l’énergie à divers appareils électroniques pendant environ trois jours avant de perdre progressivement leur puissance. Cette innovation pourrait ouvrir la voie à de nouvelles technologies médicales, comme des capteurs détectant des hémorragies internes, des systèmes de délivrance de médicaments ou des dispositifs stimulant les tissus et les organes, sans recourir aux batteries traditionnelles difficiles à retirer du corps.
Cette technologie a été développée par une équipe dirigée par le professeur Giovanni Traverso, du MIT. La batterie est composée d’un papier fin et poreux, contenant en partie des nanofibres de cellulose jouant le rôle de liant. L’un des matériaux clés est le trioxyde de magnésium-molybdène (Mg-MoO₃), qui se dissout lentement dans l’environnement acide du système digestif. Contrairement aux batteries classiques, qui doivent être isolées pour éviter les fuites, cette nouvelle batterie est conçue pour se dégrader progressivement à l’intérieur du corps. Les chercheurs ont également utilisé un revêtement à base de cire pour ralentir la dégradation lorsqu’elle est exposée aux fluides digestifs. Certaines versions intègrent une couche supplémentaire de cire de candélilla, qui permet d’allonger la durée de fonctionnement de la batterie. Ce revêtement est essentiel pour contrôler le taux de dégradation et, par conséquent, la durée pendant laquelle la batterie peut produire de l’électricité.
Les scientifiques ont créé deux versions de leur batterie en papier. Lors des tests en laboratoire, le modèle le plus petit a produit une tension d’environ 1,77 volt, avec une capacité de 2 mAh par centimètre carré. Le modèle plus grand a atteint environ 1,84 volt et affichait une capacité maximale de 3,5 mAh. Pour évaluer leur fonctionnement en conditions réelles, les chercheurs ont placé les batteries dans des capsules imprimées en 3D et les ont administrées oralement à des porcs à l’aide d’un endoscope. Les deux modèles ont continué à générer de l’électricité pendant environ trois jours, bien que leur niveau de puissance ait diminué progressivement. Par exemple, la batterie la plus grande a vu sa tension chuter d’environ 1,8 V à 1,6 V après un jour, puis à environ 1,45 V après trois jours. La version plus petite a connu une baisse similaire, passant d’environ 1,7 V à 1,35 V sur la même période.
Les chercheurs ont également démontré que leur batterie pouvait alimenter des composants électroniques placés à l’intérieur du corps. Au cours des expériences, elle a servi à alimenter une étiquette RFID placée dans l’œsophage d’un porc ainsi qu’un circuit conçu pour la stimulation électrique. L’étiquette RFID permettait de détecter l’administration de médicaments et transmettait les informations à un récepteur situé jusqu’à 1,5 mètre de distance. John Rogers, spécialiste des matériaux et pionnier en bioélectronique à l’université Northwestern, a trouvé cette démonstration particulièrement intéressante. Bien qu’il n’ait pas participé à l’étude, il a salué la stabilité du système lors de son passage dans le système digestif d’un grand animal. Cependant, il a également souligné certaines limites. Si la batterie utilise plusieurs composants biodégradables qui se décomposent dans le corps, le circuit électronique utilisé dans les expériences n’était pas entièrement biodégradable et a été naturellement expulsé avec les selles du porc. Pour les chercheurs, l’un des principaux défis consiste désormais à mieux contrôler la durée de vie de la batterie et à rendre son processus de dégradation plus prévisible.
Une pile en papier ingérable pourrait alimenter des dispositifs médicaux temporaires
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