Schluckbare Batterie: MIT entwickelt abbaubare Stromquelle für den Darm

Die Energieversorgung elektronischer Kapseln im Magen-Darm-Trakt stellt die Medizintechnik vor anhaltende Herausforderungen, da herkömmliche Stromquellen das Risiko von Gewebeschäden bergen oder nach dem Einsatz entfernt werden müssen.

Eine am 21. September 2026 in der Fachzeitschrift Nature Chemical Engineering veröffentlichte Studie von Forschenden des Massachusetts Institute of Technology (MIT) beschreibt nun einen alternativen Ansatz: die Entwicklung einer biologisch abbaubaren Batterie, die speziell für schluckbare medizinische Geräte konzipiert ist.

Aufbau aus resorbierbaren Materialien und Bienenwachs

Die vom MIT vorgestellte Papierbatterie basiert auf einer Magnesium-Anode und einer Kathode aus Molybdäntrioxid, die im Betrieb eine Leerlaufspannung von 1,84 Volt bereitstellt. Ergänzt wird die elektrochemische Zelle durch Cellulosefasern und ein Elektrolytgel. Als Bindemittel kommt Nanocellulose zum Einsatz, während eine Beschichtung aus Bienenwachs als Schutzschicht gegen die aggressive Magensäure dient.

In Laborprüfungen unter Verwendung magensaftähnlicher Säure funktionierte die Batterie etwa 3 Tage lang, bevor die elektrische Leistung nachließ. Im simulierten Magensaft erwies sich die Konstruktion bis zu 3 Tage lang als strukturell intakt. Der vollständige biologische Abbau der Batterie vollzieht sich den Untersuchungen zufolge innerhalb eines Zeitraums von wenigen Wochen bis zu mehreren Monaten.

Eine Sicherheitsabschätzung des MIT ergab, dass bei einer vollständigen Freilegung einer länglichen Batterie über einen Zeitraum von 24 Stunden täglich rund 3,4 mg Magnesiumverbindungen und unter 1 mg Molybdän-Lösungsprodukte freigesetzt werden. Beide Mengen liegen unterhalb der geltenden Referenzwerte für die tägliche Aufnahme.

Ergebnisse der präklinischen Tierversuche

Die Forschenden erprobten das System in mehreren präklinischen Versuchen. Bei Tests im Tiermodell versorgte die Stromquelle eine RFID-Kapsel, die Signale über eine Reichweite von bis zu 1,5 m aus dem Magen-Darm-Trakt übertrug.

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In einem weiteren Versuch trieb eine Batterie ein Magenstimulationsgerät bis zu 3 Tage lang an. Eine 20 Minuten dauernde elektrische Stimulation führte bei den Versuchstieren zu einem Anstieg des Ghrelinspiegels um etwa 50 %.

In Versuchen an Schweinen blieb der Energiespeicher nach 72 Stunden im Magen funktionsfähig, wenngleich Spannung und Kapazität über diesen Zeitraum allmählich sanken. Schäden an der Magenschleimhaut der Tiere wurden während der Untersuchungen nicht festgestellt.

Grenzen und geplante klinische Schritte

Trotz der Messergebnisse befindet sich das Projekt in einem frühen, rein präklinischen Entwicklungsstadium mit bislang wenigen getesteten Tieren. Zudem ist die Elektronik der eingesetzten Stimulationskapsel gegenwärtig noch nicht biologisch abbaubar.

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Humanversuche mit den RFID-Geräten sind bislang nicht gestartet, werden von den Forschenden jedoch in einem Zeitraum von weniger als 2 Jahren erhofft. Eine klinische Studie des RFID-Systems ist nach Angaben des Teams voraussichtlich in etwa 2 Jahren geplant.

Sollten sich Sicherheit und Wirksamkeit künftig auch beim Menschen bestätigen, könnten entsprechende Batterien temporäre Geräte im Darmbereich betreiben und operative Eingriffe zur Entfernung erschöpfter Stromspeicher überflüssig machen.

de | wissenschaft | 70201558 |