Инженеры собирают энергию сердца для питания спасательных устройств: используют сердцебиение для зарядки аккумуляторов

Согласно исследованию, финансируемому Национальным институтом здоровья, с помощью изобретения размером с монету, разработанного инженерами инженерной школы Тейера в Дартмуте, кинетическая энергия сердца может быть преобразована в электричество для питания широкого спектра имплантируемых устройств.
Миллионы людей полагаются на кардиостимуляторы, дефибрилляторы и другие жизненно важные имплантируемые устройства, работающие от батарей, которые необходимо заменять каждые 5-10 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 Икс.J. Чжан, ведущий исследователь исследования, которое его команда завершила вместе с клиницистами Техасского университета в Сан-Антонио. «Как создать эффективный источник энергии, чтобы устройство выполняло свою работу на протяжении всей жизни пациента, без необходимости хирургической операции по замене батареи?"
«Не менее важно, чтобы устройство не мешало функционированию организма», – добавляет научный сотрудник Дартмута Лин Донг, первый автор статьи. «Мы знали, что он должен быть биосовместимым, легким, гибким и низкопрофильным, поэтому он не только вписывается в существующую структуру кардиостимулятора, но и может масштабироваться для многофункциональности в будущем."
Работа команды предлагает модифицировать кардиостимуляторы, чтобы использовать кинетическую энергию отведающего провода, прикрепленного к сердцу, и преобразовать ее в электричество для постоянной зарядки аккумуляторов. Добавленный материал представляет собой тип тонкой полимерной пьезоэлектрической пленки, называемой «ПВДФ», и, когда он спроектирован с пористыми структурами – либо массивом небольших пряжек, либо гибким кантилевером – он может преобразовывать даже небольшое механическое движение в электричество.

Дополнительное преимущество: те же модули потенциально могут использоваться в качестве датчиков для сбора данных для мониторинга пациентов в режиме реального времени.
Результаты трехлетнего исследования, проведенного инженерами Дартмута вместе с клиницистами из UT Health San Antonio, только что были опубликованы в статье на обложке Advanced Materials Technologies.

По словам Чжана, два оставшихся года финансирования NIH плюс время на завершение доклинического процесса и получение разрешения регулирующих органов оставляют самозарядный кардиостимулятор примерно на пять лет до коммерциализации.
«Мы завершили первый раунд исследований на животных с отличными результатами, которые скоро будут опубликованы», – говорит Чжан. «Крупные медицинские технологические компании уже проявляют большой интерес, и Эндрю Клоссон, один из авторов исследования, работающий с Лин Донгом и студент программы инноваций в области инженерии в Дартмуте, изучает навыки ведения бизнеса и передачи технологий, чтобы стать опытным специалистом. когорта в продвижении к предпринимательской фазе этих усилий."

OKA-MOS.RU