Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются жизненно важными устройствами, однако для их работы необходимы источники питания. Батареи, как правило, громоздки и со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размеры обычно приводят к снижению емкости. Группа инженеров под руководством Массачусетского университета в Амхерсте разработала решение, которое может устранить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Суть идеи заключается в использовании энергии, вырабатываемой человеческими клетками. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Авторы предложили перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для создания нового устройства исследователи использовали тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые способны преобразовывать механическую энергию в электрическую. Эти ленты были помещены на ультратонкую гибкую полимерную платформу и засеяны человеческими кардиомиоцитами, клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образуя устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор без необходимости замены.
Человеческое тело производит энергию круглосуточно, и новая система генерирует мощность в десять раз больше, чем традиционные устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки позволяют укладывать их слоями, увеличивая количество доступной энергии при сохранении гибкости и целостности устройства. Эта технология является максимально неинвазивной, так как организм воспринимает устройство как свою собственную ткань, что снижает риск отторжения. Хотя технология проверена только в лаборатории, ее перспективы многообещающие — медицинские имплантаты будущего могут работать без батареек.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Ранее Наука Mail сообщала о разработке 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.