Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства необходимы для спасения жизней, но каждый из них зависит от источника питания. Батареи обычно бывают громоздкими, со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размеры приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте разработала решение, которое может избавить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Предложенная идея заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Авторы исследования предлагают перейти от централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для создания устройства исследователи использовали тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты были нанесены на гибкую полимерную платформу и засажены 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 человеческого тела постоянно производит энергию. Новая система демонстрирует плотность мощности в десять раз большую по сравнению с устройствами с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, что увеличивает доступную энергию, не теряя при этом гибкости и целостности устройства. Система является максимально неинвазивной: поскольку устройство существует на клеточном уровне, организм воспринимает его как свою собственную ткань и не отторгает. Хотя технология пока проверена только в лабораторных условиях, её перспективы очевидны — 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.