Разработан первый самозаряжающийся кардиостимулятор
Инженеры Дартмутского университета разработали миниатюрное устройство размером около 18 мм в диаметре и толщиной в 1 мм, способное преобразовывать кинетическую энергию сердца в электричество для питания широкого спектра имплантируемых устройств.
Миллионы людей полагаются на кардиостимуляторы, дефибрилляторы и другие спасающие жизнь имплантируемые устройства, работающие от батарей, которые необходимо заменять каждые пять-десять лет. Эти замены требуют хирургического вмешательства, которое может быть дорогостоящим и создавать возможность осложнений и инфекций.
«Мы пытаемся решить основную проблему для любого имплантируемого биомедицинского устройства, — говорит профессор инженерных наук из Дартмута Джон Чжан, ведущий автор исследования. — Как создать эффективный источник энергии, чтобы устройство выполняло свою работу в течение всей жизни пациента без необходимости хирургического вмешательства для замены батареи?»
«Не менее важно, чтобы устройство не мешало функционированию организма, — добавляет научный сотрудник Дартмута Лин Донг, соавтор исследования. — Нашей целью было создать биосовместимый, легкий, гибкий и малогабаритный прибор, способный вписаться в текущую структуру кардиостимулятора, а также масштабируемый для применения в других имплантируемых устройствах».
Команда направила свои усилия на модификацию кардиостимулятора, чтобы использовать кинетическую энергию свинцового провода, присоединённого к сердцу, путём преобразования его в электричество, которое в свою очередь будет заряжать батарею. С этой целью разработан особый интегрируемый материал, представляющий собой тип тонкой полимерной пьезоэлектрической плёнки, называемой «PVDF», даже небольшое механическое движение которой производит электричество. Дополнительным преимуществом устройства является также то, что оно потенциально может использоваться в качестве датчиков, чтобы обеспечить сбор данных для мониторинга пациентов в режиме реального времени.
«Мы завершили первый раунд исследований на животных с отличными результатами и получили инвестиции на коммерческую разработку, — говорит Чжан. — Уже заключены первые контракты с крупными медицинскими технологическими компаниями». По словам Чжана в ближайшие пять лет, после проведения последних клинических испытаний и получения соответствующих разрешений, на рынке появятся первые самозаряжающиеся кардиостимуляторы.
Источник: ScienceDaily
