Электронные имплантаты, которые способны деформироваться вместе с живыми тканями, уже являются частью мягкой электроники. Однако, при изменении положения таких устройств внутри организма, беспроводная подача энергии может прерываться. Исследователи из Южной Кореи нашли способ преодолеть это ограничение, протестировав его на работающем сердце живого животного.
Работа проводилась в Институте фундаментальных наук совместно с Сеульским национальным университетом. Руководитель проекта Дэ Хен Ким ставил задачу обеспечить стабильное питание имплантата, который постоянно изменяет свое положение и форму. Решение заключалось в создании носимого передатчика в виде пластыря и растягивающегося приемника из жидкого металла, который сохраняет электропроводность даже при сильной деформации.
Основой системы является принцип пространственно-временной симметрии, заимствованный из квантовой физики. Обычно для беспроводной передачи необходимо точно настраивать передатчик и приемник. В данном случае усилитель и схема обратной связи в передатчике автоматически подстраивают рабочую частоту в ответ на изменения положения приемника, что позволяет поддерживать баланс между подачей и потреблением энергии.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Достижения в области мягкой электроники обеспечили имплантатам адаптацию к живым тканям, что снижает механическое напряжение и поддерживает стабильный контакт. Однако перемещение и растяжение таких устройств внутри организма нарушают беспроводную подачу энергии.
Для проверки концепции разработан кардиостимулятор с беспроводным питанием, который испытали на свиньях. Животные могли свободно двигаться, в то время как имплантат продолжал стабильно контролировать сердечный ритм и устранять аномалии. Результаты этой работы опубликованы в журнале Nature Electronics.
Хотя до клинических испытаний на людях еще далеко, направление исследований уже определено. В дальнейшем команда планирует добавить возможность передачи данных в том же канале, что и питание, что позволит имплантату не только получать энергию, но и отправлять физиологические показатели, чтобы корректировать терапию в реальном времени.
Ранее Наука Mail сообщала о разработке «живой» альтернативы кардиостимуляторам в России.
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.