Premier prototype de microbatterie Na-ion tout solide entièrement biorésorbable

Le projet SIMBA présente un premier prototype de microbatterie Na-ion tout solide entièrement biorésorbable

Thierry DJENIZIAN (EMSE)

Le projet SIMBA s’est fixé pour objectif de concevoir une microbatterie sodium-ion flexible, implantable sous la peau et entièrement biorésorbable.

En effet, le développement de batteries biocompatibles est essentiel pour alimenter les dispositifs médicaux implantables temporaires, et plus généralement l’ensemble des systèmes bioélectroniques pour l’internet des objets dédiés à la santé. Cependant, les batteries actuellement utilisées, comme les systèmes lithium-ion, sont toxiques. Ils ne peuvent donc pas être dégradés naturellement par le corps humain en toute sécurité. Leur usage rend obligatoire leur retrait par un second acte chirurgical à la fin prévue de leur utilisation.

Dans ce contexte, des efforts récents ont été déployés pour concevoir des batteries biorésorbables faisant appel à d’autres chimies. Malheureusement, elles se sont révélées jusqu’à présent peu performantes, non rechargeables, trop encombrantes et difficilement intégrables. La technologie sodium-ion développée dans le cadre du projet SIMBA offre une alternative prometteuse, car les composants de ces batteries rechargeables peuvent être biocompatibles.

Au cours de la première année du projet, un processus de fabrication innovant a été mis en œuvre pour mettre au point un prototype entièrement biorésorbable présentant d’excellentes performances électrochimiques (capacité de décharge de 5,1 mAh cm^-2). Les premiers tests de désintégration dans des conditions in vitro et in vivo n’ont révélé aucun signe de toxicité dans les produits formés. Uniquement composée de matériaux biocompatibles, la batterie rechargeable entièrement solide peut donc être décomposée par les fluides biologiques en toute sécurité.

Par ailleurs, la durée de vie de ce nouveau système de stockage d’énergie après implantation peut être finement contrôlée en ajustant l’épaisseur de la couche d’encapsulation. Cette propriété rend possible la conception de batteries bio-éliminables « à la demande », pouvant fonctionner de quelques jours à plusieurs semaines.

Les tests préliminaires de cytotoxicité tendent à confirmer la sécurité du dispositif. De plus, la recharge sans fil de la batterie a été démontrée à travers la peau à l’aide d’un chargeur inductif pour démontrer la viabilité de l’approche

Ces résultats sont publiés dans Advanced Functional Materials ( https://doi.org/10.1002/adfm.202417353)