Rozrusznik serca: serce powinno samo generować energię elektryczną

Wszystkie treści są sprawdzane przez dziennikarzy medycznych.

MonachiumRozruszniki serca ratują życie. Zatrzask na zegarach elektrycznych w klatce piersiowej: Jeśli bateria się wyczerpie, konieczna jest operacja. To może się wkrótce zmienić: naukowcy chcą wykorzystywać ruchy serca do generowania niezbędnej energii.

Mini generatory dostarczają energię elektryczną

Szczególne wyzwanie nowej technologii: wymagane do tego minigeneratory muszą generować wystarczającą ilość energii elektrycznej, ale nie mogą utrudniać pracy narządów. W tym celu zespół kierowany przez Johna A. Rogersa z University of Illinois opracował zupełnie nowe typy sprzętu. Oparte są na niezwykle cienkich nitkach wykonanych z tzw. tytanianu cyrkonianowo-ołowiowego (PZT), który posiada specjalne właściwości elektromagnetyczne. Jeśli nici są zdeformowane, powstaje napięcie elektryczne - efekt ten nazywa się piezoelektrycznością. Nici są obudowane biokompatybilnym materiałem. Ułożone płasko obok siebie współpracują ze sobą, aby generować energię.

Ultra elastyczny materiał

Najlepsze miejsce dla małych agregatów prądotwórczych: samo serce.„To idealne miejsce do generowania energii mechanicznej, ponieważ jest ono w ciągłym ruchu”, wyjaśnia Rogers, kierownik badania. Do swoich eksperymentów naukowcy przymocowali minigeneratory płasko do zewnętrznej ściany serca. Dodatkowo ruchy pompujące mięśnia powodują, że nici PZT w urządzeniach są stale zaginane i ponownie prostowane – generując w ten sposób prąd. „Aby mieć pewność, że praca serca nie zostanie zakłócona, stosowane urządzenia musiałyby być ultraelastyczne” – mówi naukowiec.

W pierwszym etapie naukowcy zastosowali żywe komórki mięśnia sercowego szczurów do urządzeń w laboratorium. W ten sposób udało im się zapewnić, że dostawcy energii nie emitują żadnych toksycznych substancji. Przetestowali odporność urządzeń, zginając je 20 milionów razy i przywracając do pierwotnej pozycji.

Naładowane baterie

Dopiero wtedy naukowcy wszczepili generatory energii bezpośrednio w serca, płuca i przepony świń, owiec i krów. W ten sposób udało im się wytworzyć wystarczającą ilość energii do zasilania rozrusznika.

Sprawa nie jest jednak całkowicie pozbawiona ryzyka: „Wiemy, że urządzenia działają, ale nie mamy z nimi wieloletniego doświadczenia” – wyjaśnia Rogers. Uważa, że ​​nie będzie żadnych problemów. Wciąż musiałyby to zapewnić odpowiednie testy. Potencjalnym ryzykiem mogłoby być na przykład przeciekanie okładziny struktur ołowiowo-cyrkonianowo-tytanowych. W takim przypadku na sercu znajdowałby się trujący materiał. (por.)

Źródło: John A. Rogers : Konformalne zbieranie i magazynowanie energii piezoelektrycznej z ruchów serca, płuc i przepony

Tagi.:  włosy oczy opieka nad osobami starszymi