バッテリー不要のペースメーカーは心拍からエネルギーを収集して保存します

ペースメーカー 問題を抱えています。文字通り、人の心臓が正常に鼓動し続けるのを助ける医療機器について聞きたいことではありません。 問題は端的に言えば、かさばるバッテリーに依存しており、寿命が短いため定期的に交換する必要があることです。

幸いなことに、中国と米国の研究者が 解決策を思いついたかもしれない. 彼らは、心拍エネルギーから必要な電力を集める、代替の電池不要のペースメーカーを開発しました。 まだ人間に移植する準備は整っていませんが、最近ブタでのテストに成功しました。 この研究で使用されたブタの心臓は人間の心臓とほぼ同じサイズであるため、これは重要です。

「iTENG（植込み型摩擦電気ナノ発電機）を搭載した当社のシンバイオティック心臓ペースメーカー（SPM）は、初の自己給電式のバッテリー不要のペースメーカーです。 成豚に完全に埋め込まれています」と中国科学院大学ナノ科学技術学部の教授、周立氏はDigitalに語った。 トレンド。 「SPM は、地球に生息するさまざまな生物間の相互作用を含む生物学的共生現象からインスピレーションを受けています。 窒素固定細菌とマメ科植物のような密接な物理的関係は、空想的で興味深いものです。 アイデア。 SPM は、心臓の鼓動からの生体力学的エネルギーを電気に変換し、ペーシング モジュールにパルスを供給します。 異常な心臓はこれらのパルスによって修正され、回復した心臓は SPM により多くのエネルギーを提供します。」

最近のデモンストレーションは、iTENG からのエネルギー出力が市販の医療用人間用ペースメーカーに必要な閾値に達する (またはそれを超える) のに十分であることを示したので、重要でした。 これにより、自己発電型の「生涯インプラント」というアイデアがエキサイティングなだけでなく、実現可能になります。

「これが人間に使用されるまでには、まだ長い道のりがあります」とリー氏は語った。 「いくつかの技術的な課題を解決する必要があります。 低侵襲性の移植プロセスと生体内での長期間の快適な手術を実現するには、次のことが必要です。 サイズが小さく、エネルギー密度が高く、生体組織との効率的な固定が可能で、長期間持続する iTENG を開発する バイオセーフティ。 それは材料科学、マイクロおよびナノ製造技術、電子技術の発展にかかっています。」

しかし、この研究は心臓ペースメーカーにとって有望なだけではありません。 Li氏は、同様の自己給電技術が他の電池式インプラント医療機器の代替品にも使用できる可能性があると示唆した。 これらには、神経刺激装置、筋肉刺激装置、組織修復および工学用デバイス、薬物送達システムなどが含まれる可能性があります。

さらに、現在充電が必要なウェアラブルなどの消費者向けデバイスにも使用できる可能性があります。 「電子機器はセルフパワーの時代に入りつつあると思います」と彼は言いました。

その仕事を説明した論文は、 最近Nature Communications誌に掲載されました.

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