Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы являются важными устройствами, которые спасают жизни, однако все они требуют источника питания. Батареи имеют большие размеры, со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер часто приводят к снижению емкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, способное устранить необходимость в аккумуляторах для имплантируемой электроники. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Предложенная идея заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, производя как электрическую, так и механическую энергию. Исследователи предлагают перейти от привычного централизованного питания на батарейках к распределенной системе, основанной на биологических принципах.
Для создания устройства команда разработала тонкие пленки из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти пленки нанесли на гибкую полимерную платформу и засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, сформировав устройство, которое напоминает живую ткань, но функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает непрерывно, и каждая клетка производит свою энергию. Новая система демонстрирует плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Так как пленки очень тонкие, их можно укладывать слоями, что позволяет увеличить доступную энергию, сохраняя при этом гибкость и целостность устройства.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Система является максимально неинвазивной: когда устройство находится на клеточном уровне, организм воспринимает его как часть своей ткани и не отторгает. В настоящее время технология проверена только в лабораторных условиях, но ее перспективы выглядят многообещающе — медицинские имплантаты будущего могут работать без использования батарей.
Ранее Наука Mail сообщала о том, что учёные представили 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.