Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — все эти устройства необходимы для спасения жизней, но им требуется источник питания. Батареи часто громоздки и со временем теряют заряд, а попытки уменьшить их размер приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте разработала решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Главная идея заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, генерируя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предложили перейти от традиционного централизованного питания от батарей к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для создания устройства ученые использовали тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты были нанесены на гибкую полимерную платформу и засеяны человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки встроились в платформу, в результате чего получилась структура, напоминающая живую ткань и функционирующая как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит энергию. Новая система обеспечивает плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Благодаря тому, что пленки ультратонкие, их можно укладывать в несколько слоев, увеличивая доступную энергию без потери гибкости. Система является высоко неинвазивной: поскольку устройство находится на клеточном уровне, организм воспринимает его как свою ткань и не отторгает. Технология пока проверена только в лабораторных условиях, но ее будущее выглядит многообещающе — медицинские имплантаты 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.