Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными устройствами, которые могут спасти жизнь, однако все они требуют источника питания. Батареи часто бывают громоздкими, со временем разряжаются, а попытки их уменьшить приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Основная идея заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предложили перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для разработки устройства использовались тонкие пленки из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые могут преобразовывать механическую энергию в электрическую. Эти пленки нанесли на гибкую полимерную платформу и засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, создав устройство, которое выглядит как биологическая ткань, но функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело функционирует непрерывно, и каждая клетка производит свою энергию. Новая система обеспечивает мощность в десять раз больше, чем устройства с централизованным источником питания. Благодаря тонким пленкам их можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию, сохраняя при этом гибкость и целостность устройства. Система является максимально неинвазивной, поскольку организм воспринимает устройство как собственную ткань и не отторгает его. Хотя технология пока проверена 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 самом маленьком в мире кардиостимуляторе.
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.