คณะผู้วิจัยที่ Washington State University ได้พัฒนาเซ็นเซอร์อาศัยพลังงานจากเชื้อเพลิงชีวภาพและสามารถฝังเข้าไปในร่างกายได้ อุปกรณ์นี้ทำงานโดยใช้น้ำตาลและสามารถตรวจสอบสัญญาณชีวภาพของร่างกายเพื่อตรวจหา ป้องกันและวินิจฉัยโรคได้

Su Ha และ Subhanshu Gupta ตรวจสอบเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ

    คณะทำงานวิจัยซึ่งมาจากหลายสาขา ที่นำโดย Subhanshu Gupta ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่คณะวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์  Washington State University ได้พัฒนาเซลล์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทำงานโดยเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ ใช้ประโยชน์กลูโคสจากของเหลวในร่างกาย
    คณะผู้วิจัยได้แสดงให้เห็นการผสมผสานที่มีเอกลักษณะเฉพาะของเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพกับอิเล็กทรอนิกส์เพื่อประมวลสัญญาณสรีรวิทยาและชีวเคมีด้วยความไวสูง
มีการเผยแพร่ผลงานครั้งนี้ของคณะผู้วิจัยในวารสาร  IEEE Transactions on Circuits and Systems
    Prof. Su Ha และ Alla Kostyukova จาก Gene and Linda School of Chemical Engineering and Bioengineering เป็นผู้นำการออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ
    เซ็นเซอร์ที่นิยมใช้เพื่อตรวจหาโรคอาจจะทำเป็นนาฬิกาข้อมือ ซึ่งจะต้องมีการชาร์จไฟฟ้า หรือเป็นแผ่นที่วางไว้บนผิวหนัง ซึ่งอยู่เฉพาะบนผิวและไม่สามารถฝังยึดลงไปได้  เซ็นเซอร์ที่คณะทำงาน WSU พัฒนาขึ้นมายังสามารถใช้สำหรับตรวจโรคบางชนิด เช่น โรคเบาหวาน โดยไม่ต้องเจาะเลือดที่นิ้ว
    “ร่างกายของมนุษย์มีเชื้อเพลิงมากมายอยู่ในของเหลวของร่างกาย ทั้งกลูโคสในเลือดหรือแลกเตท (lactate) รอบๆ ผิวหนังและปาก” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Gupta กล่าว
    “การใช้เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพเปิดประตูสู่การใช้ร่างกายเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพ”

Su Ha และ Subhanshu Gupta กำลังถือเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ

    อิเล็กทรอนิกส์ในเซลล์อาศัยการออกแบบและประดิษฐ์ด้วยวิทยาการที่ทันสมัยเพื่อให้ใช้พลังงานเพียงไม่กี่ไมโครวัตต์ แต่มีความไวสูง   การประกอบอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้เข้ากับเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพทำให้เซ็นเซอร์นี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรีที่ใช้มานาน  ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Gupta กล่าว
    เนื่องจากอุปกรณ์อาศัยกลูโคสของร่างกาย  อิเล็กทรอนิกส์ของเซลล์จึงสามารถรับพลังงานอย่างไม่สิ้นสุด ตัวอย่างเช่น เซลล์นี้จะสามารถทำงานได้โดยอาศัยน้ำตาลที่ผลิตใต้ผิวหนัง
    เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพมีความแตกต่างจากแบตเตอรีที่ใช้ lithium-ion  กล่าวคือ เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพไร้ความเป็นพิษ ทำให้เซ็นเซอร์นี้มีโอกาสประสบความสำเร็จมากกว่าในการทำเป็นอุปกรณ์ฝังในร่างกายสำหรับบุคคล เขากล่าวและว่า เซ็นเซอร์นี้ยังมีเสถียรภาพและความไวมากกว่าเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นเก่าอีกด้วย
    คณะผู้วิจัยบอกว่า สามารถผลิตเซ็นเซอร์นี้ด้วยราคาที่ถูกจากการผลิตเป็นจำนวนมาก (mass production) โดยอาศัยประโยชน์ที่ได้จากการประหยัดอันเนื่องมาจากขนาด (economies of scale)
    แม้จะมีการทดสอบเซ็นเซอร์นี้ในห้องปฏิบัติการ แต่นักวิจัยมีความหวังที่จะทดสอบและสาธิตอุปกรณ์ในหลอดเลือดฝอย ซึ่งจะต้องได้รับความเห็นชอบตามระเบียบก่อน  คณะผู้วิจัยยังเดินหน้าทำงานต่อไปเพื่อปรับปรุงและเพิ่มพลังงานของเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพนี้
“นี่คือการนำเทคโนโลยีในการทำเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพมาทำงานร่วมกับอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อน” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Gupta กล่าว
    “เป็นการแต่งงานที่สวยงามมาก ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้งานในอนาคตได้อย่างมากมาย”
    โครงการพัฒนาเซ็นเซอร์ได้รับทุนจาก WSU Grand Challenges seed grant