Проблем при съвременните импланти като пейсмейкърите е, че се захранват от батерия и когато тя се износи, устройството трябва да се извади от тялото на пациента (снимка: CCO Public Domain)
Изследователи от Южна Корея създадоха прототип на имплант, който получава необходимата за неговата работа енергия от външен източник, с помощта на ултразвук. Разработката е описана в сп. Science.
Съвременните импланти се захранват от батерия и когато тя се износи, устройството трябва да се извади от тялото на пациента за смяна на батерията. Учените отдавна се опитват да решат този проблем, работейки в две направления – създаване на имплантируеми устройства, които могат да получават енергия от външен източник или директно от тялото на пациента.
Южнокорейските учени от Университета Сонгкюнкуан следват първия път и създават електрически генератор за импланти, който произвежда ток от ултразвукови вибрации. Устройството е във формата на квадрат със страна 4 сантиметра.
Генераторът е в състояние да преобразува кинетичната енергия в електричество чрез трибоелектричен ефект (появата на електрически заряди в материала в резултат на триене) и електростатична индукция (индукция на собствено електростатично поле под действието на външно електрическо поле върху тялото).
Разработката се състои от тънък перфлуороалкоксилов филм с дебелина 50 микрона, медно-златен работен електрод и меден контролен електрод. Също така устройството има контролна платка и батерия.
В хода на работа на генератора ултразвукът с честота 20 килохерца предизвиква колебания на филма, който е в контакт с работния електрод: отрицателните заряди се концентрират върху филма, а положителните заряди – върху работния електрод. В резултат на това възниква потенциална разлика между двата електрода. Когато филмът се отстрани от работния електрод, възниква обратен процес и се получава обратен ток.
Учените са тествали генератора в свинска тъкан, поставяйки устройството на дълбочина 5 и 10 мм под повърхността на кожата. Експериментите са успешни, въпреки че на по-голяма дълбочина генераторът произвежда ток с по-ниско напрежение.
Изследователите подчертават, че характеристиките на генератора позволяват той да се използва за захранване на различни импланти, включително пейсмейкъри, които регулират сърдечния ритъм.