Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются жизненно важными устройствами, но для их работы необходим источник питания. Батареи обычно большие и со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила новое решение, которое, возможно, позволит избавиться от аккумуляторов в имплантируемой электронике. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Суть предложения заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого организма. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предлагают отказаться от централизованного питания от батарей в пользу распределенного подхода, основанного на биологических принципах.
Для разработки устройства использовались тонкие ленты из цирконата-титаната свинца, которые способны преобразовывать механическую энергию в электрическую. Эти ленты нанесли на ультратонкую гибкую полимерную платформу и заселили человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки вплетались в платформу, создавая устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит свою энергию. Новая система генерирует плотность мощности в десять раз выше, чем традиционные устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию без потери гибкости и целостности устройства. Система является максимально неинвазивной, так как воспринимается организмом как собственная ткань, что снижает риск отторжения. Хотя технология пока протестирована только в лаборатории, ее потенциал может изменить будущее медицинских имплантатов, позволяя им работать без батарей.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Ранее Наука Mail информировала 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.