Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы играют важную роль в спасении жизней, но все они требуют источника питания. Современные батареи занимают много места, быстро разряжаются, а их миниатюризация часто приводит к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, способное исключить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science Advances.
Идея заключается в использовании энергии, которую вырабатывают клетки человеческого организма. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предложили перейти от централизованного питания с батарейками к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для разработки устройства были использованы тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют 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, в результате чего было создано устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка вырабатывает собственную энергию. Новая система обеспечивает плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Благодаря ультратонким пленкам возможно их многослойное укладывание, что увеличивает доступную энергию без потери гибкости и целостности устройства.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Система является максимально неинвазивной: поскольку устройство функционирует на клеточном уровне, организм воспринимает его как свою ткань и не отторгает. На данный момент технология протестирована только в лабораторных условиях, однако ее перспективы многообещающие — медицинские имплантаты будущего могут работать без батарей.
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.