Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства необходимы для спасения жизней, однако каждому из них требуется источник питания. Батареи часто бывают громоздкими и со временем разряжаются, а попытки их уменьшить приводят к снижению емкости. Инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте предложили решение, которое может устранить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты их 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 от батарей к распределенной системе, основываясь на биологических принципах.
Для создания устройства команда использовала тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты были нанесены на гибкую полимерную платформу, которую затем засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, сформировав устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит собственную энергию. Новая система демонстрирует плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Благодаря ультратонким пленкам их можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию без потери гибкости устройства. Система отличается высокой неинвазивностью: так как устройство представлено на клеточном уровне, организм воспринимает его как собственную ткань и не отторгает. Технология пока проверена только в лабораторных условиях, но ее потенциал очевиден — 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 том, что был представлен самый маленький в мире кардиостимулятор.
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.