Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными медицинскими устройствами, которые спасают жизни. Однако все они нуждаются в источнике питания. Батареи часто являются громоздкими и со временем теряют свою емкость, а попытки уменьшить их размер ведут к снижению эффективности. Группа инженеров под руководством Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Предложенный подход основан на использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предлагают перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, использующей биологические принципы.
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 затем засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. По мере роста клетки интегрировались в платформу, создавая устройство, которое выглядит как живая ткань, но функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело производит энергию постоянно, и новая система генерирует мощность в десять раз больше, чем устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, что увеличивает доступную энергию без потери гибкости. Система является неинвазивной, так как организм воспринимает ее как свою ткань, что исключает риск отторжения. Технология пока протестирована только в лабораторных условиях, но имеет значительные перспективы — 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 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.