Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — это устройства, которые спасают жизни, но для их работы необходимы источники питания. Батареи, как правило, громоздки и со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер приводят к снижению емкости. Инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте предложили альтернативу, которая может сделать имплантируемую электронику независимой от аккумуляторов. Результаты работы представлены в журнале Science Advances.
Суть идеи заключается в использовании энергии, вырабатываемой клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, генерируя электрическую энергию для нервных импульсов и механическую — для сокращений мышц. Исследователи предлагают перейти от традиционного централизованного питания на батарейках к распределённой системе, основанной на биологических принципах.
Для создания устройства использовались тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (ЦТС), которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Эти ленты были размещены на гибкой полимерной платформе и засеяны человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образуя устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Человеческое тело работает постоянно, и каждая клетка производит собственную энергию. Новая система обеспечивает плотность мощности в десять раз выше, чем у устройств с централизованным питанием. Ультратонкие пленки можно укладывать слоями, увеличивая доступную энергию без потери гибкости и целостности устройства. Система является максимально неинвазивной, так как организм воспринимает её как свою ткань, что снижает риск отторжения. Технология пока проверена только в лабораторных условиях, однако её перспективы позволяют предположить, что будущие медицинские имплантаты смогут 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 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.