Імплантуються пристрої зможуть отримувати енергію від внутрішніх органів

В майбутньому імплантуються водії ритму, дефібрилятори та інші пристрої зможуть отримувати енергію не з батарейок з обмеженим терміном життя, а від власних органів пацієнта.

Ідея полягає в тому, щоб поміщати нові енергопревращающіе матеріали прямо на поверхні серця, легенів і діафрагми.

Ці матеріали дозволять безперервно трансформувати енергію механічних скорочень органів в електричну енергію для роботи імплантуються пристроїв.

Результат - постійна, довічна робота пристроїв без необхідності в періодичних ризикованих і дорогих операціях для заміни елементів живлення.

«Як тільки у водія ритму виснажується батарея, вам потрібна операція по її заміні. Те ж саме стосується багатьох інших пристроїв. Очевидно, що такий стан справ далеко від ідеалу », - сказав один з винахідників Джон Роджерс, професор відділення біоінжінірінга і матеріалознавства Іллінойського університету.

«Протягом багатьох років люди обмірковували різні можливі способи отримання енергії всередині тіла людини. Одні розглядали розщеплення глюкози, інші - мінімальні температурні зміни в організмі. Ми сфокусувалися на спробі генерувати енергію з руху. І зараз, працюючи з живими коровами, вівцями і свинями, ми можемо продемонструвати результати », - додав Роджерс.

Роджерс зі своїми колегами обговорив результати роботи на сторінках нового випуску наукового видання Proceedings of the National Academy of Sciences.

Їх робота була заснована на п`єзоелектричних елементах. П`єзоелектричний ефект полягає у виникненні електричного заряду в певних матеріалах під механічним впливом.

В даному випадку був застосований матеріал цирконат-титанат свинцю (PZT, або ЦТС) в нанострічках, що мають незначну товщину і прекрасну гнучкість. В результаті своїх численних спроб вони створили стрічки в три рази тонше стандартного аркуша паперу.

Енергогенеруючі плівки вже успішно імплантували на поверхню серця, легенів і діафрагми живих корів, свиней та овець, чиї органи порівнянні за розміром з людськими. Стрічки з ЦТС, судячи з результатів, що не взаємодіяли з нормальною функцією органів-мішеней.

Після з`єднання нових елементів з імплантуються пристроями і мікробатареямі Роджерс і його колеги змогли запасати досить багато електричної енергії, щоб забезпечувати безперебійну роботу стандартних пристроїв.

«Ця технологія не стане доступна для практичного застосування незабаром. Ми тільки показали, як це працює в реальному світі, але поки це лише тваринна модель. Ми ще не відчували ні один пристрій протягом досить довгого періоду », - зазначив дослідник.

Роджерс каже, що необхідно провести набагато більше досліджень. Одним із приводів для занепокоєння є переносимість нового елемента, зокрема, при довготривалому використанні.

Він сказав: «Я поки не бачу ніяких проблем з биосовместимостью, і я оптимістичний. Але ми повинні продемонструвати безпечність протягом довгого часу для тварин, перш ніж перейти до дослідів на людях ».