Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства спасают жизни, но для их работы необходим источник питания. Батареи часто громоздкие, со временем истощаются, а попытки уменьшить их размер приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости использовать аккумуляторы. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
В основе идеи лежит использование энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция: часть энергии представлена в электрической форме, как нервные импульсы, а часть — в механической, как сокращения мышц. Авторы предлагают перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основываясь на биологических принципах.
Для разработки устройства исследователи использовали тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты нанесли на гибкую полимерную платформу, после чего ее засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, создавая устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит энергию. Новая система обеспечивает плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, что увеличивает доступную энергию, сохраняя гибкость и целостность устройства. Эта система является максимально неинвазивной: поскольку устройство существует на клеточном уровне, организм воспринимает его как собственную ткань, что снижает риск отторжения. Хотя технология была протестирована только в лабораторных условиях, ее перспективы очевидны — медицинские имплантаты будущего могут работать без батарей.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Ранее Наука Mail сообщала о создании самого маленького в мире кардиостимулятора.
Фото: hi-tech.mail.ru
Материалы проходят проверку с учетом современных клинических рекомендаций, научных данных и практического опыта врачей. Основная задача Медколлегии — обеспечить достоверность, актуальность и понятность медицинской информации для пользователей.