Имплантат получит энергию при помощи ультразвука
Одной из важнейших задач при обеспечении эффективной работы кардио и неврологических стимуляторов имплантированных в человеческое тело, является поставка энергии для работы устройства. Замена аккумуляторов требует хирургической операции, а внешние источники питания, соединённые с имплантом проводами являются источником попадания в организм инфекции.
Ученые из Южной Кореи, работающие в Университете Сонгюнгван, предложили принципиально новый способ передачи энергии имплантированным устройствам, использующий ультразвук от внешнего источника.
В настоящее время создан прототип устройства, который позволяет поставлять энергию вовнутрь организма, не извлекая имплант. Неинвазивный способ позволит избежать рисков связанных с повторной операцией и длительным заживлением раны.
При реализации приложенной методики используется генератор, изготовленный в виде квадрата со стороной 40 мм, способный преобразовывать кинетическую энергию в электричество используя трибоэлектрический эффект и электростатической индукции.
Основу генератора составляет перфторалкосиловая пленка толщиной 50 микрометров, двух электродов - рабочего медно-золотого и контрольного из меди, аккумулятора и блока управления. Процесс подзарядки начинается с генерации ультразвука частотой 20 кГц, который инициирует колебание пленки и ее соприкасания с рабочим электродом, в результате чего на пленке сосредотачиваются отрицательные заряды, а на электроде положительные. Между рабочим и контрольным электродом возникает разница потенциалов. После того как пленка отделяется от рабочего электрода идет генерация тока в обратном направлении.
Прибор прошел испытания на свиньях, которым вживляли устройство на глубину 5 и 10 мм. При увеличении глубины «погружения» в тело существенно снижается напряжение, генерируемое в устройстве. Однако ученые утверждают, что прибор уже может генерировать достаточно энергии для питания некоторых имплантируемых кардиостимуляторов.
Источник: sciencemag