Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — это устройства, которые спасают жизни, но все они требуют источника питания. Батареи занимают много места, со временем теряют заряд, а попытки уменьшить их размеры часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может навсегда избавиться от необходимости в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Предложение состоит в использовании энергии, которую вырабатывают клетки человеческого тела. Каждая клетка является мини-электростанцией: она вырабатывает как электрическую, так и механическую энергию. Авторы исследования предлагают перейти от традиционного централизованного питания от батарей 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 заселены человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образуя устройство, которое напоминает живую ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает постоянно, и каждая клетка производит свою энергию. Новая система генерирует плотность мощности в десять раз выше, чем устройства с централизованным питанием. Поскольку пленки очень тонкие, их можно укладывать слоями, что позволяет увеличить доступную энергию без потери гибкости и целостности устройства.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Система является максимально неинвазивной: так как устройство работает на клеточном уровне, организм воспринимает его как собственную ткань и не отторгает. Хотя технология была протестирована только в лабораторных условиях, ее перспективы ясны — в будущем медицинские имплантаты могут функционировать без батареек.
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.