Кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и дефибрилляторы — это устройства, которые спасают жизни, но для их работы требуются источники питания. Батареи часто бывают громоздкими и со временем разряжаются, а попытки уменьшить их размер ведут к снижению ёмкости. Группа инженеров из Массачусетского университета в Амхерсте предложила решение, которое может освободить имплантируемую электронику от необходимости использовать аккумуляторы. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Идея заключается в том, чтобы использовать энергию, производимую клетками человеческого тела. Каждая клетка функционирует как мини-электростанция, генерируя как электрическую (например, нервные импульсы), так и механическую энергию (при сокращении мышц). Авторы предлагают перейти от централизованного питания с батарейками 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 нанесли на гибкую полимерную платформу и засеяли человеческими кардиомиоцитами — клетками сердечной ткани. В процессе роста клетки интегрировались в платформу, образовав устройство, которое выглядит как живая ткань и функционирует как аккумулятор, не требующий замены.
Каждая клетка производит энергию непрерывно, и новая система обеспечивает плотность мощности в десять раз выше по сравнению с традиционными устройствами с централизованным питанием. Ультратонкие пленки могут укладываться слоями, увеличивая доступную энергию, сохраняя при этом гибкость и целостность устройства. Эта система минимально инвазивна: поскольку устройство существует на клеточном уровне, организм воспринимает его как собственную ткань и не отторгает. Хотя технология пока проверена только в лаборатории, её потенциал для медицинских имплантатов будущего, работающих без батарей, очевиден.
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.