Dodano: 01 marzec 2019r.

Urządzenia biomedyczne zasilane za pomocą... bicia serca

Bicie serca można z powodzeniem wykorzystać do ładowania urządzeń, takich jak chociażby rozrusznik serca – wynika z nowych badań przeprowadzonych w Dartmouth College.

 

Miliony ludzi na całym świecie polega na rozrusznikach serca i innych wszczepialnych urządzeniach ratujących życie zasilanych bateriami. Baterie jednak należy wymieniać co pięć do dziesięciu lat. Do tego konieczne jest przeprowadzenia operacji, która może być kosztowna i niesie ze sobą ryzyko powikłań i infekcji. Ale na horyzoncie jest rozwiązanie, które nie będzie wymagało wymiany baterii we wszczepialnych urządzeniach biomedycznych.

Inżynierowie z Thayer School of Engineering w Dartmouth College opracowali urządzenie, które może przekształcić energię kinetyczną serca w energię elektryczną. Wynalazek ma wielkość monety i może generować energię wystarczającą do zasilania różnych typów implantów.

 

Wyniki badań amerykańskich naukowców ukazały się w  piśmie „Advanced Materials Technologies”.

- Próbujemy rozwiązać ostateczny problem dotyczący każdego wszczepialnego urządzenia biomedycznego. Czyli jak stworzyć skuteczne źródło energii, aby urządzenie spełniało swoją funkcję przez cały okres życia pacjenta, bez potrzeby operacji wymiany baterii? - powiedział profesor John X.J. Zhang, główny autor badań przeprowadzonych wraz z lekarzami z University of Texas w San Antonio.

Zespół naukowców zaproponował zmodyfikowanie głównego przewodu implantu przy użyciu materiału zwanego polifluorkiem winylidenu (PVDF). Dodawany materiał jest rodzajem cienkiej polimerowej folii piezoelektrycznej. Gdy jest on połączony z porowatą strukturą może przekształcić nawet mały ruch mechaniczny w energię elektryczną, którą można wykorzystać do zasilania urządzeń biomedycznych.

Naukowcy stwierdzili również, że takie rozwiązanie ma dodatkowe korzyści. Moduły te mogą być jednocześnie wykorzystywane jako czujniki do monitorowania pracy serca w czasie rzeczywistym.

- Zakończyliśmy pierwszą rundę badań na zwierzętach z doskonałymi wynikami, które wkrótce zostaną opublikowane - przyznał Zhang. - Wiele firm z branży medycznej wyraziło już duże zainteresowanie naszym rozwiązaniem – dodał.

Grupa naukowców chce teraz zakończyć proces badań przedklinicznych i uzyskać zgodę organów regulacyjnych. W ocenia Zhanga, minie jeszcze przynajmniej pięć lat zanim doczekamy się masowego wykorzystywania samoładujących się rozruszników serca i innych podobnych implantów.

 

Źródło: Dartmouth College, fot. Patricio R. Sarzosa, Thayer School of Engineering