Họ là nhóm đầu tiên chứng minh thiết bị hoạt động tốt khi cấy vào sinh vật sống. Nếu chương trình nghiên cứu thành công, chỉ trong vòng một hay hai thập niên nữa, pin nhiên liệu sinh học có thể được sử dụng để cung cấp điện cho một loạt những vật cấy trong y khoa - từ bộ cảm biến và thiết bị giải phóng thuốc cho đến toàn bộ những cơ quan nhân tạo. Tất cả những gì mà chúng ta cần để tạo ra điện là ăn một thanh kẹo hay uống một lon coca.
Hiện nay trong y khoa hàng loạt những cơ quan nhân tạo hoạt động bằng điện đang được giới khoa học phát triển - bao gồm tim, thận, cơ vòng bàng quang cũng như chi nhân tạo như tay, ngón tay và cả đến mắt. Tuy nhiên tất cả những sản phẩm nhân tạo này đều có một điểm yếu - đó là chúng cần điện để hoạt động.
Pin thông thường sử dụng cho vật cấy hoạt động bền bỉ song cũng có bất tiện là nó có năng lượng giới hạn trong khoảng thời gian nào đó. Ngay đến những loại thiết bị không cần nhiều điện như là máy điều hòa nhịp tim cũng có tuổi thọ nhất định bởi vì nó chạy bằng pin. Máy thường cần được thay bộ nguồn (cung cấp điện) sau 5 năm cấy vào cơ thể.
Một nghiên cứu ở Mỹ cho thấy 1 trong 5 bệnh nhân 70 tuổi được cấy máy trợ tim sống được thêm 20 năm nữa - nghĩa là nhóm này cần thực hiện thêm chừng 3 cuộc phẫu thuật sau lần cấy đầu tiên chỉ để thay thế bộ nguồn hay pin. Trong khi đó, mỗi ca phẫu thuật luôn kèm theo nguy cơ biến chứng. Do đó, một loại "pin vĩnh cữu" là vô cùng cần thiết để giúp tránh những ca phẫu thuật nguy hiểm cho bệnh nhân cao tuổi. Còn những thiết bị khác như là thận, chi hay mắt rất cần năng lượng cao nên bệnh nhân phải được thay nguồn điện vào mỗi vài tuần nhằm duy trì hoạt động cho chúng.
Đối với bộ phận như quả tim, pin nhiên liệu sinh học rất đơn giản. Nó bao gồm hai điện cực được nhúng vào dung dịch chứa glucose. - một điện cức có khả năng bóc tách các electron ra khỏi glucose và điện cực thứ hai chuyển các electron sang các phân tử oxygen và hydrogen sinh ra nước. Từ đó kết nối hai điện cực với một mạch sẽ sinh ra dòng điện. Trong khi đó, glucose và oxygen có sẵn trong cơ thể để tạo nguồn nguyên liệu cho pin thoải mái hoạt động.
Giáo sư Serge Cosnier giải thích: "Pin thông thường tiêu thụ năng lượng được trữ ngay bên trong nó, do đó khi năng lượng cạn kiệt thì pin cũng chết theo. Còn tế bào hay pin nhiên liệu sinh học, về lý thuyết, có thể hoạt động không giới hạn do nó tiêu thụ những chất bắt nguồn từ dịch sinh lý và thường xuyên được bổ sung đầy".
Ý tưởng về việc cung cấp điện từ pin nhiên liệu sử dụng glucose và oxygen có sẵn trong dịch sinh lý ra đời lần đầu trong thập niên 1970, nhưng sau đó bị từ bỏ do lượng điện mà các nguyên mẫu pin đầu tiên tạo ra quá ít đến mức không thể sử dụng trong thực tế. Tuy nhiên, đến năm 2002, những tiến bộ trong công nghệ sinh học đã thúc đẩy nhà khoa học Itamar Willner tại Đại Do Thái ở Jerusaem phục hồi lại ý tưởng đã bị bụi thời gian phủ kín và thổi luồng sống mới cho nó.
Trong bài báo đăng trên tạp chí Science nổi tiếng, Itamar Willner tiên đoán: tiến bộ ngoạn mục của công nghệ sinh học sẽ có ngày cho ra đời một số thiết bị nhân tạo như chi và cơ quan hoạt động bằng pin nhiên liệu sinh học tạo ra điện từ dịch cơ thể. Và cũng từ đó, pin nhiên liệu sinh học được mọi người tập trung chú ý, theo Tiến sĩ Eileen Yu - nhà nghiên cứu ở Đại học
Giới khoa học nghiên cứu phát triển pin nhiên liệu sinh học phát hiện một enzyme đặc biệt gọi là "glucose oxidase" có khả năng tuyệt vời trong nhiệm vụ bóc tách electron từ glucose. Kích thích trước những tiến bộ trong thao tác enzyme và sự hữu ích của ống nano carbon - dẫn điện hiệu quả cao - nhiều nhóm khoa học trên khắp thế giới đã phát triển được pin nhiên liệu sinh học tạo ra dòng điện.
Giáo sư Serge Cosnier và nhóm nghiên cứu của ông đã tạo thành công một thiết bị nhỏ như hạt gạo tạo ra điện khi được cấy vào cơ thể của chuột. Năm 2010, họ tiến hành thử nghiệm pin nhiên liệu ở chuột trong vòng 40 ngày và cho kết quả hoàn hảo - dòng điện sinh ra luôn ổn định mà không thấy gây hiệu quả phụ đáng kể nào đối với hành vi hay sinh lý của chuột thí nghiệm.
Hệ thống của họ cũng đơn giản đến mức ngạc nhiên. Hai điện cực được làm bằng cách nén hỗn hợp nhão các ống nano carbon trộn với glucose oxidase cho một điện cực và glucose kết hợp với polyphenol oxidase cho điện cực còn lại.
Hai điện cực có dây platinum được lồng bên trong để chuyển dòng điện đến mạch. Còn hai điện cực được bọc bằng chất liệu đặc biệt nhằm ngăn ngừa bất cứ ống nano hay enzyme nào thoát ra bên trong cơ thể.
Cuối cùng, toàn bộ thiết bị được bọc trong một loại màng bảo vệ cho hai điện cực không bị hệ miễn dịch của cơ thể "dòm ngó" mà vẫn mở đường cho dòng chảy tự do glucose và oxygen đến hai điện cực. Thiết bị sau khi hoàn tất được nhóm nghiên cứu của giáo sư Serge Cosnier cấy vào cơ thể chuột thí nghiệm. Bước tiếp theo của nhóm là thí nhiệm thiết bị trong cơ thể con bò.
Giáo sư Serge Cosnier cho biết hiện thiết bị của ông chỉ tạo ra dòng điện đủ để làm chạy cơ vòng bàng quang nhân tạo hay máy trợ tim. Ông đang nghiên cứu một hệ thống có khả năng sinh ra lượng điện nhiều hơn gấp 50 lần
