不用換電池了?心臟的能量可以為植入身體內(nèi)的設(shè)備充電
據(jù)外媒報(bào)道,新的研究表明,心臟的能量可以為植入身體內(nèi)的設(shè)備充電。
數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人依賴起搏器、除顫器和其他可挽救生命的植入設(shè)備維持生命,這些設(shè)備的電池每隔5到10年需要更換一次。這些替換需要手術(shù),這可能是昂貴的,并可能會(huì)造成并發(fā)癥和感染。
根據(jù)一項(xiàng)新的研究,心臟的運(yùn)動(dòng)是如此的強(qiáng)大,以至于它可以為拯救生命的設(shè)備充電。根據(jù)這項(xiàng)研究,利用一角硬幣大小的發(fā)明,心臟的能量可以被用于可植入的設(shè)備。在人體內(nèi)創(chuàng)造一種能源可以拯救數(shù)百萬(wàn)依賴起搏器和其他植入設(shè)備的人,使他們不必接受手術(shù)來(lái)更換電池。
工程師們開(kāi)發(fā)出一種硬幣大小的裝置,用來(lái)捕捉心臟的動(dòng)能,并將其轉(zhuǎn)化為電能,為各種可植入的設(shè)備提供動(dòng)力?!拔覀冋噲D解決任何可植入生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的最終問(wèn)題?!泵绹?guó)達(dá)特茅斯工程學(xué)教授約翰·張說(shuō),他的研究團(tuán)隊(duì)與德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校的臨床醫(yī)生一起完成了這項(xiàng)研究。
“你如何創(chuàng)造一個(gè)有效的能源,使設(shè)備能夠在病人的整個(gè)生命周期內(nèi)完成其工作,而不需要手術(shù)來(lái)更換電池?同樣重要的是,這個(gè)裝置不會(huì)干擾身體的功能,”論文第一作者達(dá)特茅斯研究助理林東補(bǔ)充道,“我們知道它必須是生物兼容的、輕量級(jí)的、靈活的,所以它不僅適合目前的起搏器結(jié)構(gòu),而且對(duì)于未來(lái)的多功能來(lái)說(shuō)也是可擴(kuò)展的?!?/p>
該小組的工作建議修改起搏器,以利用與心臟相連的導(dǎo)線的動(dòng)能,將其轉(zhuǎn)化為電能,以持續(xù)充電。加入的材料是一種叫做“PVDF”的薄聚合物壓電薄膜,當(dāng)用多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要么是一組小的彎曲梁,要么是柔性的懸臂,它甚至可以將微小的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。一個(gè)額外的好處是:同樣的模塊可能被用作傳感器,為病人的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)收集。
這項(xiàng)為期三年的研究由達(dá)特茅斯的工程研究人員和圣安東尼奧健康大學(xué)的臨床醫(yī)生共同完成。據(jù)張教授說(shuō),NIH剩余的兩年資金,加上完成臨床前流程和獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的時(shí)間,使一臺(tái)自充電起搏器的商業(yè)化時(shí)間大約為5年。張教授說(shuō):“我們已經(jīng)完成了第一輪動(dòng)物研究,并取得了巨大的成果,并將很快發(fā)表。”