Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными медицинскими устройствами, которые требуют источника питания. Батареи, как правило, занимаются много места, со временем теряют заряд, а попытки уменьшить их размеры часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила инновационное решение, которое может устранить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Предложенный подход заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предлагают перейти от централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для создания устройства использовались тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), преобразующие механическую энергию в электрическую. Эти ленты были нанесены на гибкую полимерную платформу и засеяны человеческими кардиомиоцитами, клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, создавая устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Каждая клетка в организме человека производит энергию, и новая система демонстрирует плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Ультратонкие пленки позволяют укладывать их слоями, увеличивая доступную энергию, сохраняя при этом гибкость и целостность устройства. Технология максимально неинвазивна, так как организм воспринимает устройство как собственную ткань, что снижает риск отторжения. Хотя технология пока проверена только в лабораторных условиях, её потенциал для будущих медицинских имплантатов, работающих без батарей, очевиден.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Ранее Наука Mail сообщала о представлении 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.