La biopile enzymatique à glucose/oxygène

Quelques nuances de Grays…

Shades of grays for implanting an enzymatic biofuel cell

¹ Université Grenoble Alpes/CNRS/Inserm/TIMC-IMAG UMR 5525, 38041 Grenoble, France
² ARC-Nucléart CEA-Grenoble, 17, rue des Martyrs, F38054   Grenoble Cedex 9, France
³ Stérilisation centrale, CHU de Grenoble, 38700 La Tronche, France

^* jean-pierre.alcaraz@imag.fr

Résumé

Une biopile enzymatique implantable est un dispositif produisant du courant uniquement à partir du glucose et de l’oxygène naturellement et constamment présents dans l’organisme. Les enzymes présentes aux électrodes oxydent le glucose et réduisent l’oxygène, ce qui génère un flux d’électrons dans un circuit électrique associé. Cette microcentrale électrique, qui peut fournir une tension de presque un volt, pourra alimenter sur une longue période la future génération de robots implantables. Tout dispositif médical implantable doit être stérilisé avant son implantation. Comme le principe actif de cette biopile est composé d’enzymes, la question de la stérilisation de ce nouveau type de dispositif s’est posée.

Abstract

An implanted biofuel cell (IBFC) is a novel device that provides the means to create electricity from glucose and oxygen, using an original architecture for the IBFC that provides efficient work inside a living organism. In the future these IBFCs will be required to power implanted devices to assist failing physiological functions in humans. The active ingredients of such IBFCs are glucose oxidase at the anode and laccase at the cathode. These enzymes are entrapped in a 3D network of conductive and insulated materials. This publication solves the issue of the sterilization of such a complex device, using gamma irradiation. A 12kGy dose was sufficient to show absence of implant infection in all the implantations performed. We also prove in vitro functioning of both bioelectrodes with a high dose of 42kGy.