Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства необходимы для спасения жизней, но они нуждаются в источниках питания. Батареи часто громоздки, со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размеры ведут к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может навсегда устранить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Суть идеи заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция: она производит как электрическую, так и механическую энергию. Авторы работы предлагают перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенному источнику энергии, основанному на биологических принципах.
Исследователи создали устройство, используя тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты нанесли на гибкую полимерную платформу, после чего засеяли человеческими кардиомиоцитами, которые образуют сердечную ткань. В процессе роста клетки интегрируются в платформу, создавая устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело постоянно производит энергию, и новая система генерирует мощность в десять раз выше, чем традиционные устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, что увеличивает доступную энергию без потери гибкости и целостности устройства. Эта система является максимально неинвазивной: поскольку устройство интегрируется на клеточном уровне, организм воспринимает его как собственную ткань и не отторгает. Технология пока проверена только в лабораторных условиях, но перспективы ее применения в медицинских имплантатах, работающих без батарей, выглядят многообещающе.
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.