Bateria verde brasileira deve revolucionar implantes

Já imaginou uma bateria de lítio, substância proibida em aviões de passageiros nos EUA, estourasse dentro de você? Diante desses riscos, pesquisa entre cientistas brasileiros e americanos desenvolve protótipo revolucionário para a área médica, e que foi batizada de bateria “verde”. Ela é produzida a partir de gelatina vegetal e é menos tóxica que os componentes do gênero tradicionalmente utilizados no setor da saúde, feitas de prata ou lítio.

Por serem fabricadas com materiais nocivos aos seres humanos, as baterias convencionais são uma das principais preocupações em implantes médicos. “Caso elas vazem dentro do paciente, sérios danos podem ser causados, como a perfuração do esôfago e intestino, além de graves queimaduras. A ideia foi desenvolver uma bateria mais segura e composta por elementos abundantes no meio ambiente”, explica Graziela Sedenho, doutoranda do IQSC e uma das autoras do trabalho.

O protótipo desenvolvido pelo Instituto de Química de São Carlos (IQSC), da USP, em parceria com a Universidade Harvard, é pioneiro na utilização sustentável de energia para dispositivos biomédicos, como implantes, e pode ser tanto absorvido pelo organismo, quanto descartado em lixos comuns.

Revestido de silicone, o material biocompatível da nova bateria é feita a base de agarose, proveniente do açúcar, que pode ser extraído de algas marinhas. Vendido comercialmente como gelatina vegetal, o que o torna acessível, é também mecanicamente versátil e estável à temperatura corporal. Com aproximadamente R$ 4, é possível comprar agarose suficiente para produção de até 700 microbaterias.

Mais segura e sustentável, a nova tecnologia poderá ser utilizada, por exemplo, para alimentar pílulas ingeríveis em exames de endoscopia, além de biossensores e microchips implantáveis, aqueles capazes de avaliar as condições da flora intestinal, detectar bactérias e monitorar os níveis de glicose no sangue.

Como funciona?

Para a produção de energia, os cientistas investigaram o desempenho de moléculas que reagem eletroquimicamente com carbono, nitrogênio e hidrogênio. Depois de selecionadas e sintetizadas, as moléculas foram inseridas na gelatina, onde passaram a reagir e gerar eletricidade.

Para esse tipo de aplicação, as moléculas devem ser solúveis em água, quimicamente estáveis, garantindo sua estabilidade, além de apresentarem reação química reversível, o que significa que elas devem favorecer o carregamento e o descarregamento da bateria.

“Conseguimos desenvolver essa bateria com compostos químicos similares aos encontrados no corpo humano”, afirma Sedenho, que passou um ano em Harvard colaborando com os pesquisadores norte-americanos e teve sua pesquisa, coordenada por Frank Crespilho, financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Os sistemas microeletrônicos utilizados na área médica são projetados para serem alimentados por microbaterias, como é o caso da nova tecnologia feita à base de gelatina, capaz de gerar em torno de 0,75 volts.

Os pesquisadores dizem que sua voltagem e corrente elétrica podem ser facilmente ajustadas de acordo com a aplicação pretendida. Com apenas uma carga, a nova bateria pode fornecer eletricidade para um biossensor ingerível por, aproximadamente, 100 horas.

Com os resultados de testes da bateria "verde" publicados no Journal of Materials Chemistry, o produto já está pronto para ser fabricado em larga escala, partindo do protótipo em funcionamento. Agora, a ideia é que a bateria possa ser aplicada em equipamentos cada vez maiores, como marca-passos e aparelhos eletrônicos em geral.

Fonte: IQSC