據(jù)外媒報道,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)以百萬計的人依賴起搏器、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,并可能會造成并發(fā)癥和感染。
根據(jù)一項新的研究,心臟的運動是如此的強大,以至于它可以為拯救生命的設(shè)備充電。根據(jù)這項研究,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)來更換電池。
工程師們開發(fā)出一種硬幣大小的裝置,用來捕捉心臟的動能,并將其轉(zhuǎn)化為電能,為各種可植入的設(shè)備提供動力?!拔覀冋噲D解決任何可植入生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的最終問題?!泵绹_特茅斯工程學(xué)教授約翰·張說,他的研究團隊與德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校的臨床醫(yī)生一起完成了這項研究。
“你如何創(chuàng)造一個有效的能源,使設(shè)備能夠在病人的整個生命周期內(nèi)完成其工作,而不需要手術(shù)來更換電池?同樣重要的是,這個裝置不會干擾身體的功能,”論文第一作者達特茅斯研究助理林東補充道,“我們知道它必須是生物兼容的、輕量級的、靈活的,所以它不僅適合目前的起搏器結(jié)構(gòu),而且對于未來的多功能來說也是可擴展的?!?/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,當用多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計時,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械運動轉(zhuǎn)化為電能。一個額外的好處是:同樣的模塊可能被用作傳感器,為病人的實時監(jiān)測提供數(shù)據(jù)收集。
這項為期三年的研究由達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,NIH剩余的兩年資金,加上完成臨床前流程和獲得監(jiān)管機構(gòu)批準的時間,使一臺自充電起搏器的商業(yè)化時間大約為5年。張教授說:“我們已經(jīng)完成了第一輪動物研究,并取得了巨大的成果,并將很快發(fā)表?!?/p>