Pacemaker avere un problema – e non è qualcosa che vorresti sentire su un dispositivo medico che aiuta letteralmente il cuore di una persona a continuare a battere normalmente. Il problema, semplicemente, è che fanno affidamento su batterie ingombranti, che devono essere sostituite a intervalli regolari a causa della loro breve durata.
Fortunatamente, ricercatori provenienti da Cina e Stati Uniti potrebbe aver trovato una soluzione. Hanno sviluppato un pacemaker alternativo senza batteria che raccoglie l'elettricità necessaria dall'energia dei battiti cardiaci. Sebbene non sia ancora pronto per essere impiantato negli esseri umani, è stato recentemente testato con successo sui maiali. Ciò è significativo perché i cuori di maiale utilizzati nello studio hanno all’incirca le stesse dimensioni dei cuori umani.
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“Il nostro pacemaker cardiaco simbiotico (SPM), alimentato da un iTENG (nanogeneratore triboelettrico impiantabile), è il primo pacemaker autoalimentato senza batteria [ad essere] completamente impiantato nei maiali adulti", ha detto a Digital Zhou Li, professore alla Scuola di Nanoscienza e Tecnologia dell'Università dell'Accademia Cinese delle Scienze. Tendenze. “SPM si ispira al fenomeno della simbiosi biologica che coinvolge l’interazione tra diversi organismi che vivono in esso una stretta associazione fisica - come i batteri che fissano l'azoto con le leguminose - che è fantasiosa e interessante idea. L'SPM converte l'energia biomeccanica del battito cardiaco in elettricità per alimentare il modulo di stimolazione [mentre invia] gli impulsi. Il cuore anormale può essere corretto da questi impulsi e il cuore recuperato fornirà più energia per l’SPM”.
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La recente dimostrazione è stata significativa perché ha dimostrato che l'energia emessa dall'iTENG è sufficiente per raggiungere (e superare) la soglia necessaria per un pacemaker medico umano commerciale. Ciò rende l’idea di un “impianto per la vita” autoalimentato non solo entusiasmante ma anche fattibile.
"C'è ancora molta strada da fare [prima che questo possa essere] utilizzato negli esseri umani", ha detto Li. “È necessario risolvere alcune sfide tecniche. Per soddisfare il processo di impianto minimamente invasivo e migliorare il comfort del funzionamento a lungo termine in vivo, è necessario sviluppare un iTENG [cioè] di piccole dimensioni, ad alta densità di energia, [ha] una fissazione efficiente con bio-tessuto e a lungo termine biosicurezza. Dipende dagli sviluppi della scienza dei materiali, delle tecnologie di micro e nanofabbricazione e delle tecniche elettroniche”.
Il lavoro, tuttavia, non è promettente solo per i pacemaker cardiaci. Li ha suggerito che una simile tecnologia di autoalimentazione potrebbe essere utilizzata anche per alternative ad altri dispositivi medici implantari alimentati a batteria. Questi potrebbero includere stimolatori neurali, stimolatori muscolari, dispositivi per la riparazione e l’ingegneria dei tessuti, sistemi di somministrazione di farmaci e altro ancora.
Potrebbe inoltre essere utilizzato per dispositivi di consumo come i dispositivi indossabili, che attualmente richiedono la ricarica. "Penso che le apparecchiature elettroniche stiano entrando in un'era di autoalimentazione", ha affermato.
Un documento che descriveva il lavoro era recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.
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