Сърдечната аритмия е водещата причина за смърт в световен мащаб
(снимка: CC0 Public Domain)
Биомедицината е на път да постигне пробив в лечението на сърдечни аритмии, от които страдат милиони хора по света. Миниатюрна батерия на био-основа показва висока ефективност при експерименти с животни.
Учени от Оксфордския университет направиха значителна крачка в разработването на миниатюрни меки батерии за използване в различни биомедицински приложения, включително дефибрилация и стимулация на сърдечната тъкан. Изследваненето е публикувано в научното издание Nature Chemical Engineering.
Разработването на устройства, по-малки от няколко кубически милиметра, изисква също толкова малки захранвания. За минимално инвазивни биомедицински устройства, които взаимодействат с биологични тъкани, тези захранвания трябва да бъдат направени от меки материали.
В идеалния случай те също трябва да имат характеристики като висок капацитет, биосъвместимост и биоразградимост, контролирано активиране и дистанционно управление. Към днешна дата няма батерия, която да може едновременно да удовлетвори всички тези изисквания.
Но изследователи от катедрата по химия и фармакология в Оксфордския университет са разработили миниатюрна мека литиево-йонна батерия, направена от биосъвместими капчици хидрогел, съобщи за пробива TechExplore.
Метод на сглобяване с помощта на повърхностно активно вещество – за който същата група докладва миналата година в сп. Nature – се използва за свързване на три микроразмерни фрагмента с обем от 10 нанолитра. След това различни литиево-йонни частици, съдържащи се във всеки от двата края, генерират изходна енергия.
“Нашата батерия Trickle се активира със светлина, тя е акумулаторна и биоразградима след употреба. Това е най-малката литиево-йонна батерия на базата на хидрогел до момента с превъзходна енергийна плътност”, споделя д-р Юджия Джан от катедрата по химия към Оксфордски университет.
“Използвахме капкова батерия, за да захранваме движението на заредени молекули между синтетичните клетки и да контролираме биенето и дефибрилацията на миши сърца. Чрез включване на магнитни частици за управление на движението, батерията може да функционира и като мобилен енергиен носител”, допълва тя.
Изпитанията на батерията са проведени в лабораторията на професор Минг Лей от катедрата по фармакология, старши електрофизиолог за сърдечни аритмии. Ето какво казва той: „Сърдечната аритмия е водещата причина за смърт в световен мащаб. Нашето пилотно приложение в животински модели демонстрира нова посока в безжичните и биоразградими устройства за лечение на аритмии”.
Изследователите са кандидатствали за патент чрез Oxford University Innovation. Те предполагат, че разработката, особено подходяща за малки роботи за биомедицински задачи, ще отвори нови възможности в различни области, включително клиничната медицина.