Una ricerca pubblicata su Nature Chemical Engineering dimostra nei maiali che nuove batterie degradabili possono alimentare dispositivi ingeribili per monitorare l’assunzione dei farmaci e stimolare lo stomaco. Il gruppo è guidato da Giovanni Traverso.
Alimentare un dispositivo medico all’interno dello stomaco e progettare la sua fonte di energia perché possa degradarsi dopo l’uso. È l’obiettivo delle batterie bioassorbibili sviluppate da un gruppo del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che ha sperimentato nei maiali due applicazioni: capsule capaci di comunicare con un lettore esterno e sistemi per stimolare elettricamente la mucosa gastrica.
Lo studio, pubblicato il 21 settembre 2026 su Nature Chemical Engineering, rappresenta un passo verso un’elettronica medica temporanea, pensata per svolgere una funzione nell’organismo e poi degradarsi o essere eliminata.
Lo studio del MIT e i ricercatori coinvolti
La ricerca, intitolata “Bioresorbable batteries for transient ingestible bioelectronics”, ha come primo autore Mehmet Girayhan Say, già ricercatore postdottorale al MIT. L’autore senior è Giovanni Traverso, professore di ingegneria meccanica al MIT e gastroenterologo al Brigham and Women’s Hospital.
Tra gli autori figurano Ada Erus e Leeban Morgan, accreditati di un contributo equivalente tra loro. Le affiliazioni comprendono anche Harvard Medical School, Broad Institute of MIT and Harvard e David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT.
Come funzionano le batterie bioassorbibili
La disponibilità di energia è uno degli ostacoli alla realizzazione di dispositivi medici ingeribili sempre più autonomi. Una capsula che misura parametri, invia segnali o produce una stimolazione elettrica deve avere un’alimentazione adeguata alle sue funzioni e compatibile con l’ambiente gastrointestinale.
Il gruppo ha sviluppato una batteria con un anodo in lega di magnesio e un catodo composito a base di triossido di molibdeno, nanofibrille di cellulosa e carbone attivo. La componente di cellulosa contribuisce alla struttura dell’elettrodo: la definizione di “batteria di carta” indica quindi un materiale composito progettato per una precisa funzione elettrochimica. Cere naturali proteggono il sistema dal contatto prematuro con i fluidi gastrici.
Nella configurazione di maggiore superficie, la batteria raggiunge una tensione a circuito aperto di circa 1,84 volt. I ricercatori hanno realizzato formati diversi, fra cui un piccolo disco di 7,5 millimetri di diametro, per adattare l’alimentazione a differenti capsule e necessità energetiche.
Capsule ingeribili per monitorare l’assunzione dei farmaci
La prima applicazione riguarda l’identificazione a radiofrequenza, o RFID. La batteria alimenta un dispositivo che comunica con un lettore esterno: negli esperimenti su animali la comunicazione è stata dimostrata a una distanza di 1,5 metri, in condizioni controllate.
Il sistema rileva la variazione del segnale associata al passaggio della capsula dall’ambiente esterno all’interno dell’organismo. In prospettiva, questa informazione potrebbe aiutare a documentare l’assunzione di un medicinale, un aspetto rilevante quando le terapie richiedono continuità e regolarità.
Restano da affrontare le condizioni della vita quotidiana. Distanza dal lettore, orientamento della capsula e caratteristiche corporee possono modificare il segnale. Gli stessi autori indicano la necessità di sviluppare e validare metodi di rilevazione più robusti prima di impiegare il sistema nel monitoraggio reale dell’aderenza terapeutica.
Stimolazione gastrica e grelina: i risultati negli animali
La seconda applicazione utilizza la batteria per alimentare una capsula che invia piccoli impulsi elettrici alla mucosa dello stomaco. L’obiettivo sperimentale è modulare la secrezione di grelina, un ormone coinvolto nella regolazione dell’appetito.
Nei test sui maiali, venti minuti di stimolazione hanno prodotto un aumento della grelina circolante, con un incremento massimo di circa il 50%. È un risultato ottenuto su un campione ristretto di animali, che dimostra la possibilità di generare una risposta biologica attraverso il dispositivo. La piattaforma ha inoltre mostrato la capacità di sostenere la stimolazione elettrica fino a tre giorni con una singola batteria.
Secondo i ricercatori, questa direzione potrebbe avere interesse per condizioni caratterizzate da nausea o perdita di appetito. Il lavoro non dimostra però un’efficacia terapeutica nell’uomo, né consente di concludere che la capsula curi la cachessia o altre malattie associate al deperimento. Il passaggio dalla risposta ormonale al beneficio clinico richiede ulteriori studi.
Che cosa si dissolve e quali componenti vengono eliminati
Il termine bioassorbibile descrive materiali progettati per degradarsi in prodotti che l’organismo può processare. Gli autori precisano che questa caratteristica non equivale a una classificazione alimentare.
Anche l’espressione “capsula che si dissolve” richiede una distinzione: la batteria è bioassorbibile, mentre i prototipi comprendono componenti elettronici non riassorbibili, come il chip RFID o il circuito stampato dello stimolatore, destinati all’eliminazione attraverso il tratto gastrointestinale. Il circuito dello stimolatore è stato espulso nei test di transito descritti nel lavoro.
I tempi di degradazione dipendono da materiali, rivestimenti e condizioni sperimentali. Parte delle prove in laboratorio è stata condotta in condizioni accelerate, fino a 75 °C: i tempi osservati in questi esperimenti non possono essere trasferiti direttamente al corpo umano. Lo studio riporta inoltre variabilità tra le batterie e la necessità di approfondire conservazione, stabilità e prestazioni a lungo termine.
Dalla sperimentazione alla medicina del futuro
Il contributo della ricerca sta nell’aver collegato una fonte di energia degradabile a due funzioni concrete della bioelettronica ingeribile. Le prospettive comprendono dispositivi temporanei più sicuri e una riduzione dei componenti persistenti dopo l’uso.
Per arrivare alla pratica clinica sarà necessario verificare sicurezza, affidabilità e utilità nei pazienti, mantenendo coerenti la durata dell’alimentazione, il tempo di permanenza della capsula e il suo successivo smaltimento biologico.
