Сердце может выступать источником энергии, который обеспечит подзарядку кардиостимулятора

12 февраля 2019

В исследовании, проведенном командой специалистов из Dartmouth College (Соединенные Штаты Америки), говорится о том, что сердечный ритм обладает большой мощью. Это можно использовать, чтобы подзаряжать приборы, призванные спасать человеческую жизнь. Пресс-релиз, опубликованный интернет-порталом «EurekAlert!», сообщает о компактном аппарате, который разработали сотрудники колледжа. Устройство обеспечивает сбор кинетической энергии сердца с последующим ее превращением в электрическую, за счет которой подпитывается различная имплантируемая электроника.

Число людей, жизнь которых зависит от работы электронных аппаратов, во всем мире исчисляется миллионами. К таким приборам относятся кардиостимуляторы, дефибрилляторы, а также иные жизненно важные устройства, которые работают с помощью компактных аккумуляторов. Помимо того, что проводимое раз в 10 лет хирургическое вмешательство по замене отработавшего свой срок аккумулятора, стоит дорого, существует опасность возникновения инфекции либо осложнений.

Завершение первых доклинических испытаний устройства, которые совместно провели коллектив под руководством профессора инженерии John X.J. Zhang из Dartmouth College и сотрудники University of Texas (Сан-Антонио), придало оптимизма разработчикам. Профессор Дж.Чжана отметил: «Наша команда занимается решением общей проблемы для всех имплантируемых медицинских приборов, связанной с созданием надежного источника энергии. Разработка такого устройства позволила бы имплантируемым приборам работать на протяжении всей жизни, а необходимость в проведении хирургических вмешательств по замене батарей просто отпала бы».

Лин Донг, который является соавтором исследования, дополняет: «Устройство не должно мешать нормальной работе организма. Оно должно обладать легкостью, компактностью, а также биосовместимостью с существующими кардиостимуляторами, чтобы функционировать в связке с ними. Кроме того необходимо заложить и возможность масштабировать устройство, чтобы добавлять многофункциональность».

Суть предложения разработчиков состоит в следующем:

  • сначала проводится модификация существующих кардиостимуляторов;
  • затем осуществляется сбор с главного электрода, прикрепляемого к сердечной мышце, кинетической энергии;
  • завершает процесс ее преобразование в электроэнергию, чтобы подзаряжать аккумуляторы.

Тонкая пленка из поливинилиденфторида (PVDF) в соединении с электродом, обеспечивает возможность сбора энергии движения сердечной мышцы. Если к пленке будет добавлена особая пористая структура, получится материал, который может преобразовать в электричество самые минимальные механические движения. Причем сам прибор будет служить датчиком для непрерывного контроля состояния больного.

В научном журнале «Advanced Materials Technologies» появилась публикация, посвященная итогам закрытых испытаний, во время которых команда инженеров 3 года на животных тестировала новый прибор.

Глава исследований Дж.Чжан считает, чтобы закончить доклинические испытания потребуется 2 года, и несколько лет, чтобы получить разрешение на применение приборов людьми. Он выражает надежду, что до появления на рынке самозарядных кардиостимуляторов осталось не более 5-ти лет, и добавляет: «Результаты, полученные во время первой серии тестов, проведенных на животных, многообещающие. Скоро мы их опубликуем. Наша разработка заинтересовала крупные медицинско-технологические фирмы».