Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными медицинскими устройствами, требующими источника питания. Однако традиционные батареи имеют недостатки: они занимают много места, со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте разработала решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Суть идеи заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя электрическую энергию, а также механическую, например, при сокращениях мышц. Исследователи предложили перейти от привычного централизованного питания к распределенному, основанному на биологических принципах.
Для создания устройства были использованы тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые способны преобразовывать механическую энергию в электрическую. Эти ленты нанесли на гибкую полимерную платформу и засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образуя устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело постоянно вырабатывает энергию, и новая система демонстрирует плотность мощности в десять раз выше, чем устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию без утраты гибкости устройства. Система является максимально неинвазивной, так как организм воспринимает её как собственную ткань, что снижает риск отторжения. Несмотря на то, что технология пока проверена только в лабораторных условиях, её перспективы открывают возможности для создания медицинских имплантатов будущего, которые не будут зависеть от 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.