Hap, slik… en de batterij brandt een gat in de slokdarm

Een jaar of vijf geleden werd een kind van anderhalf jaar oud binnengebracht omdat ze in een plas bloed was aangetroffen. Ze werd naar de OK gebracht terwijl ze gereanimeerd werd, vertelt Tjark Ebels, hoogleraar cardio-thoracale chirurgie bij het UMCG in Groningen, toen werkzaam bij het Amsterdam UMC. „Er werd gedacht aan een maagbloeding, maar dat bleek het niet te zijn. Toen heb ik de borstkas opengemaakt, er bleken een gat in de aorta en een gat in de slokdarm te zitten. Die heb ik allebei gesloten, maar het kind heeft het niet gehaald.”

De verwondingen werden veroorzaakt door een knoopcelbatterij die het meisje ongezien had ingeslikt. „Alle betrokkenen waren totaal van slag en geëmotioneerd. Begrijpelijk natuurlijk”, zegt Ebels. Het was niet de eerste patiënt van Ebels met ernstige verwondingen door een batterij. „Naar aanleiding van enkele van dit soort ernstige gevallen heb ik samen met mijn collega Freek Dikkers contact gezocht met Marnix Wagemaker, hoogleraar batterijtechnologie aan de TU Delft.” Knoopcelbatterijen moeten veiliger worden voor kinderen, vonden de hoogleraren.

In Delft hebben de onderzoekers nu twee manieren gevonden om knoopcelbatterijen kindvriendelijk te maken: een zekering die na inslikken de stroom onderbreekt, en een mechanisme dat zorgt dat de batterij in één klap intern leegloopt.

Waterig en zout

Kleine kinderen stoppen graag dingen in hun mond. Soepstengels, maar net zo goed speelgoed, steentjes en stoepkrijt. Ook een klein, rond, glad en glimmend batterijtje is zeer aantrekkelijk voor een kind. Eenmaal ingeslikt kunnen de batterijen snel voor veel schade zorgen. Het aantal kinderen dat hieraan jaarlijks overlijdt of te maken krijgt met ernstige complicaties wordt geschat op 2.000 wereldwijd. En dat aantal stijgt. Bij een veelvoud wordt het batterijtje verwijderd voor er ernstige schade ontstaat.

Knoopcelbatterijen zitten onder meer in led-kaarsjes, fietslampjes, afstandsbedieningen en in veel kinderspeelgoed. Ze zijn goedkoop en overal verkrijgbaar. In kinderspeelgoed moeten de batterijen stevig vastzitten, achter een klepje met een schroefje. In veel andere toepassingen zit de batterij minder stevig in zijn behuizing. Gevaar ligt ook op de loer als een batterij leeg is, gewisseld wordt en misschien even op tafel ligt.

Vooral de batterijtjes met een diameter van 2 centimeter zijn gevaarlijk doordat ze blijven steken in de slokdarm. Deze knoopcellen zijn te herkennen aan het getal 2032, 2022 of vergelijkbaar, waarbij 20 staat voor de diameter (20 millimeter) en 32 of 22 voor de dikte (3,2 of 2,2 millimeter). „Die glijden gemakkelijk door het eerste stuk van de slokdarm, maar onderaan komen ze tot stilstand”, zegt Ebels. „Daar maakt de slokdarm een kalibersprong, hij wordt smaller. De knoopcel kan niet verder.”

De pH-waarde raakt dusdanig verhoogd, dat het weefsel van de slokdarm oplost

Het slijm in de slokdarm, dat waterig en zout is, maakt dat er een alkalische reactie optreedt. „Dankzij het zout zitten er vrije ionen in het slijm, die maken het geleidend. Als de twee kanten van de batterij met het slijm in aanraking komen, gaat er een stroom lopen”, zegt hoogleraar batterijtechnologie Marnix Wagemaker van de TU Delft. „Een batterij wil graag elektronen kwijt aan de minpool en elektronen ontvangen aan de pluspool, het geleidende slijm staat dat toe. De reacties die aan de polen ontstaan zijn schadelijk, de pH-waarde raakt dusdanig verhoogd, dat het weefsel van de slokdarm oplost.”

In video’s op YouTube waarin een knoopcelbatterij in een worst of tussen plakken ham is gestopt is te zien wat er dan gebeurt: na ongeveer twee uur begint het vlees zwart te worden en na een tijdje ontstaan er gaten. „In het vlees uit die filmpjes zit niet het slijm dat in de slokdarm zit, maar de schade ziet er ongeveer hetzelfde uit”, zegt Ebels.

„Dit gebeurt niet zomaar, het voltage moet hoog genoeg zijn”, zegt Wagemaker. „Dat is precies wat het geval is bij de lithiumionbatterijen die de laatste jaren veel gebruikt worden, die hebben een voltage van 3 volt. Eerder waren knoopcellen nikkel-metaalhybrides, met 1,2 of 1,3 volt, toen was dit probleem veel kleiner.”

Ook de capaciteit van de batterijtjes is de laatste jaren toegenomen, waardoor de reactie in de slokdarm langer gaande blijft. Dat geldt óók als een batterijtje leeg lijkt. „Een batterij is nooit echt leeg als je hem uit een apparaat haalt”, zegt Wagemaker. „Dat heeft ook met het voltage te maken. Ledlampjes bijvoorbeeld hebben een drempelvoltage nodig, ergens tussen de 2 en 3 volt. Als een batterij een tijdje in gebruik is dan neemt het voltage af. Op een gegeven moment kom je onder die drempelwaarde en dan doet het lampje het niet meer. Maar dan zit er vaak nog 20 of 30 procent energie in de batterij.”

Online artsenportaal

Dat de verwondingen met de jaren ernstiger worden blijkt onder meer uit onderzoek van Amerikaanse kinderartsen in 2019. In 2003 had in de VS circa 0,32 procent van het totaal aantal geregistreerde gevallen van inslikken een zeer ernstige of fatale uitkomst, in 2016 ging het om circa 0,63 procent, terwijl het geregistreerde aantal ingeslikte batterijen in totaal in die jaren tamelijk stabiel tussen de 10 en 12 per miljoen inwoners ligt.

In deze cijfers zijn ook inslikgevallen met kleinere batterijtjes meegenomen. Batterijtjes met kleinere diameters zorgen doorgaans voor minder schade, omdat die door het maag-darmstelsel gaan en er ook weer uitkomen. „Zo’n batterij in de maag is ook niet goed, maar het is minder schadelijk omdat het kortdurend is en er een groter volume aan vocht en weefsel is om de stroom op te vangen”, zegt Wagemaker.

De topdrie van beoogde toepassingen van de batterijen die tussen 2014 en 2016 uit kinderen in de VS verwijderd werden bestaat uit afstandsbedieningen, (zak)lampjes en led-waxinelichtjes.

In Nederland worden over ongevallen met knoopcelbatterijen niet centraal cijfers bijgehouden, maar in eerdere berichtgeving stelde een arts van het Erasmus MC dat het in haar ziekenhuis om 5 tot 10 gevallen van inslikken per jaar gaat. Het Nationaal Vergiftigingen Informatie Centrum houdt bij hoe vaak artsen informatie opvragen over knoopcellen. Het ging om 86 concrete gevallen in 2020, 63 gevallen in 2021 en 64 gevallen in 2022. Daarnaast wordt jaarlijks 140 keer een online artsenportaal geraadpleegd. Incidenten waarbij de arts al weet wat te doen, zijn hierbij dus niet meegerekend.

„Toen Tjark en Freek ons uitnodigden in het ziekenhuis was ik al gauw onder de indruk van wat ze vertelden over hun jonge patiëntjes”, zegt Wagemaker. „Natuurlijk gaan we hiernaar kijken, dacht ik meteen.”

Heel snel leeglopen

Het eerste idee dat de onderzoekers in Delft hadden, was het inbouwen van een zekering. Net als in de stoppenkast thuis gaat er iets stuk bij overbelasting waardoor de stroom onderbroken wordt. „Deze aanpak lukt alleen als er sprake is van een piekstroom zodra de batterij in de slokdarm vastzit, want de batterij moet wel werken bij normaal gebruik in een apparaat”, zegt Wagemaker. „Het eerste wat we dus hebben gedaan was de slokdarm nabootsen.”

Er bleek inderdaad sprake van piekstroom, een extra sterke stroom, op het moment dat de batterij vast komt te zitten in de slijmerige slokdarm. Een knoopcelbatterij bestaat uit allemaal gestapelde laagjes, de zekering is een extra laagje waarvan het geleidende deel wegsmelt als er sprake is van piekstroom. „Het maken van een zekeringetje is niet moeilijk”, zegt Wagemaker. „De moeilijkheid is om hem heel plat te krijgen, en goedkoop. Daar werken we nog aan. Het moet in het bestaande fabricageproces passen.”

Het tweede concept dat de onderzoekers in Delft bedachten zorgt ervoor dat de batterij heel snel leegloopt zonder een stroom door het lichaam te laten gaan. „Het is een soort kortsluitinkje, maar dan binnen de batterij”, zegt Wagemaker. „De elektronen lopen dan in één klap van plus naar min. Dat wordt wel warm, maar we hebben uitgerekend hoeveel warmte daarbij vrijkomt en het laat geen brandwond achter in de slokdarm. We denken dat deze oplossing nog iets goedkoper en kleiner kan worden dan de zekering.”

De batterijen kunnen veiliger worden, maar de vraag is of dit snel zal gebeuren

Het Amerikaanse onderzoek rept over nog een andere aanpak: een coating die zorgt dat de stroom alleen kan gaan lopen als er druk uitgeoefend wordt. Die druk is er wel in de behuizing in het apparaatje waar de batterij zijn werk dient te doen, maar niet in de slokdarm.

Er zijn dus mogelijkheden om de batterijen veiliger te maken. Of het er in de praktijk snel van zal komen is een tweede. „We hebben met onze ideeën bij batterijproducenten aangeklopt”, zegt Wagemaker. „Die zijn op zich heel geïnteresseerd, maar een zak geld blijft uit. Dat verbaasde mij wel.” De TU Delft en het UMCG hebben onlangs gezamenlijk een internationaal patent aangevraagd op de twee concepten, dat loopt nog.

„Er moet beleidsmatig werk van gemaakt worden voor de batterijen echt veiliger zullen worden”, zegt Ebels. „De batterijen zijn zo goedkoop, elke toevoeging maakt ze duurder. Producenten moeten daartoe gedwongen worden, dat gaat niet vanzelf.”

Extreem bittere smaak

Dat denken meer artsen. Begin juni stuurde een groep Europese kinderartsen een brief naar Stella Kyriakides, Eurocommissaris voor gezondheid en voedselveiligheid. Daarin vragen ze haar te helpen tot regulering te komen op het gebied van veilige batterijverpakkingen en strengere veiligheidseisen aan batterijcompartimenten in apparaten zoals ook in kinderspeelgoed al gebruikelijk is. „Sommige producenten doen dit al, wat laat zien dat het technisch en economisch haalbaar is. Maar dat doen zij tot nu toe op vrijwillige basis”, schrijven ze.

Inderdaad zijn er veiliger batterijen te koop. Duracell verkoopt de knoopcellen van 2 centimeter doorsnede in verpakkingen waar een schaar aan te pas moet komen om hem open te krijgen. ‘Baby secure’ staat erop. En al in 2020 kondigde Duracell aan dat hun knoopcellen een coating kregen met een extreem bittere smaak, waardoor kinderen ze meteen weer uitspugen.

Maar ja. De 2032-knoopcelbatterijen van Duracell kosten 2,10 tot 3,29 euro per twee stuks, afhankelijk van waar je ze koopt. De 2032-batterijen van het merk A-Force, te koop bij Action, kosten 99 cent – voor 6 stuks.