Des chercheurs du MIT ont fabriqué une batterie qu’on peut avaler sans danger et ce n’est pas du lithium qui fournit le courant

Des chercheurs du MIT menés par Giovanni Traverso ont mis au point une batterie en papier qui alimente des dispositifs médicaux ingérables pendant plusieurs jours, puis se décompose dans le tube digestif. L’étude est parue le 21 septembre dans Nature Chemical Engineering. Le courant ne vient pas du lithium, mais d’un couple formé de magnésium et de trioxyde de molybdène.

Pour le lecteur, l’objet ressemble davantage à une feuille qu’à une pile bouton.

Du papier, du magnésium et de la cire d’abeille

Les chercheurs se sont inspirés du papier de riz comestible qui enrobe certains bonbons asiatiques. La cathode est une feuille fabriquée à partir de nanofibres de cellulose, de trioxyde de molybdène et de charbon actif, tandis qu’un alliage de magnésium sert d’anode. Entre les deux électrodes, un électrolyte biodégradable est obtenu en fondant du chlorure de choline et de l’acide lactique. L’ensemble est enrobé de cire d’abeille pour aider la batterie à survivre dans l’organisme.

Deux formats existent : un disque de 7,5 millimètres de diamètre et une barrette de 24 millimètres de long. L’une des versions tient dans une gélule standard, l’autre vise les dispositifs qui réclament plus d’énergie.

La tension de crête atteint 1,84 volt. C’est plus qu’une pile alcaline AA, qui plafonne à 1,5 volt, et largement de quoi faire tourner l’électronique minuscule d’une capsule. Le vrai enjeu se situe ailleurs : dans la durée pendant laquelle cette tension tient en milieu acide.

Trois jours dans l’estomac

Plongées dans une solution très acide proche du suc gastrique, les batteries fonctionnent normalement pendant environ trois jours, avant de décliner lentement. Dans l’estomac de porcs vivants, elles ont tenu le même temps en alimentant un système RFID sans fil.

Un second prototype s’attaque à la faim.

Cette capsule produit un petit courant électrique qui stimule la production de ghréline, l’hormone de la faim. Le laboratoire de Traverso avait déjà montré que cette secousse électrique active des cellules endocrines de l’estomac. Le principe pourrait servir contre les nausées ou la perte d’appétit, notamment la cachexie, cette fonte corporelle qui touche des patients atteints de cancer ou d’autres maladies chroniques. La première version du dispositif fonctionnait avec deux piles à l’oxyde d’argent, comparables à celles des dispositifs ingérables approuvés par la FDA.

Le lithium, un mauvais passager

Les piles boutons habituelles contiennent du lithium, de l’oxyde d’argent ou d’autres métaux, qui poseraient un risque si leur enveloppe s’abîmait pendant le transit. Les techniques de récupération d’énergie produisent des puissances faibles et irrégulières, et les batteries biodégradables existantes stockent souvent trop peu. Le papier au magnésium tente de combiner les deux exigences.

Le choix des matériaux répond à une seule règle.

Traverso le dit sans détour : ces matériaux sont réputés relativement sûrs, et leur tolérance par l’humain a pesé plus que tout. Ce qui n’est pas absorbé traverse le tube digestif et est excrété.

Ces batteries pourraient rendre les dispositifs plus sûrs pour les patients et limiter leur impact environnemental après excrétion. À terme, il ne serait plus nécessaire de récupérer la batterie une fois la mission d’un dispositif ingérable terminée. Une gélule à usage unique, en somme, qui ne laisse ni pile ni déchet métallique derrière elle.

Ce qui reste à prouver

Les essais décrits ont été menés sur des porcs, pas sur des patients. Les applications visées sont la délivrance de médicaments, la surveillance interne et la stimulation électrique. Trois jours d’autonomie conviennent à un séjour dans l’estomac, mais pas à un suivi de plusieurs semaines.

Le même laboratoire avait déjà exploré une autre piste en 2017 : un capteur ingérable doté d’électrodes en zinc et en cuivre, alimenté par l’acide gastrique comme dans une pile au citron, qui envoyait sa température toutes les 12 secondes à un récepteur situé jusqu’à 2 mètres. Neuf ans plus tard, l’équipe embarque sa propre source d’énergie plutôt que d’emprunter celle de l’estomac.

Sources : nature.com | ncbi.nlm.nih.gov