Китайски изследователи създадоха безжично зарядно устройство за импланти

Изследователи от университета в Ланджоу, Китай са създали безжично зарядно устройство, което в бъдеще може безопасно да се имплантира в човешкото тяло, съобщава South China Morning Post. Зарядното устройство също така е биоразградимо и не се нуждае от отстраняване или подмяна след приключване на работата му.

Напредъкът в медицинските технологии позволи да се имплантират биоелектронни устройства като пейсмейкъри в човешките тела. Източниците на енергия за тези системи обаче или се намират извън тялото, или използват по-малки батерии, които в крайна сметка се изчерпват и се нуждаят от подмяна.

Проблеми със системите за захранване

Вече са разработени биоразградими захранващи устройства, но те имат ограничен капацитет за съхранение на енергия, в резултат на което устройството може да се използва за ограничен период от време. Понякога размерът на захранващия блок дори го прави негоден за генериране на достатъчно енергия, необходима за биомедицински приложения.

Алтернативно решение на този проблем е поставянето на захранващия блок трансдермално – през кожата. Този подход обаче увеличава риска от възпаление на мястото, което е сериозен проблем, ако имплантът е предназначен за дългосрочна употреба.

Изследователите от университета в Ланджоу предложиха прост дизайн, който не само може да осигури високо ниво на съхранение на енергия, но и е достатъчно мек, за да се адаптира към различните форми на тъканите и органите в други части на тялото.

Как работи безжичното зарядно устройство?

Конструкцията на устройството се състои от магнезиева намотка, зарядно устройство и цинково-йонни хибридни суперкондензатори, които работят като модули за съхранение на енергия. Друга магнезиева намотка се поставя върху кожата на мястото на импланта, която работи като предавателна намотка и помага за безжичното зареждане на импланта.

В сравнение с батериите, които съхраняват енергия под формата на химическа енергия, суперкондензаторите съхраняват енергия като електрическа енергия. Когато съхранената енергия е малко, суперкондензаторите имат висока плътност на мощността и могат да разтоварват голямо количество енергия, се казва в доклада на SCMP.

Системата за електрозахранване и функциониращият биосъвместим имплант могат да бъдат поставени в полимерни и восъчни слоеве, като предлагат гъвкавост и защита от разрушаване в краткосрочен план. Чрез промяна на дебелината на капсулиращия слой може да се контролира продължителността на живота на устройството в тялото.

Изследователите също така са гарантирали, че общото количество цинк и магнезий в устройството остава по-ниско от препоръчителните стойности за дневен прием, така че, когато уредът се разгради, това няма да представлява проблем.

За да демонстрират функционалността на системата, изследователите я имплантират на плъхове, заразени с предизвикана от дрожди треска. Устройството дозира противовъзпалително лекарство за контролиране на треската, а плъховете с импланти регистрират значително по-ниска температура от тези без импланти.

Екипът все още трябва да открие как да изключи устройството, тъй като то продължава да работи, докато не свърши енергията му. Въпреки това прототипът на устройството проправя пътя за безжично зареждане на импланти в бъдеще.