Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства жизненно важны, но для их работы необходим источник питания. Батареи часто бывают громоздкими, со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер, как правило, приводят к снижению ёмкости. Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте предложили решение, которое может полностью освободить имплантируемую электронику от аккумуляторов. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Предлагается использовать энергию, вырабатываемую клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Авторы работы рекомендуют перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для разработки устройства исследователи использовали тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты нанесли на гибкую полимерную платформу и заселили человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образуя устройство, которое напоминает живую ткань и функционирует как аккумулятор без необходимости в замене.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит собственную энергию. Новая система обеспечивает мощность в десять раз выше, чем устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию без потери гибкости. Эта система является максимально неинвазивной: поскольку устройство интегрируется на клеточном уровне, организм воспринимает его как свою ткань и не отторгает. Технология пока проверена только в лаборатории, но её перспективы очевидны — 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.