Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными медицинскими устройствами, однако все они нуждаются в источнике питания. Существующие батареи имеют большой размер и со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, способное навсегда освободить имплантируемую электронику от необходимости в аккумуляторах. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Основная 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 традиционного централизованного питания от батарей 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 ультратонкую гибкую полимерную платформу и затем засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, создав устройство, которое выглядит как живая ткань, но функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело постоянно производит энергию, и новая система генерирует мощность в десять раз больше, чем устройства с централизованным питанием. Ультратонкие пленки могут быть уложены слоями, что увеличивает доступную энергию без потери гибкости устройства. Система является крайне неинвазивной: так как устройство существует на клеточном уровне, организм воспринимает его как свою собственную ткань и не отторгает. Хотя технология была протестирована только в лабораторных условиях, ее перспективы кажутся многообещающими — будущие 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.