심장박동기 문제가 있습니다. 말 그대로 사람의 심장이 계속해서 정상적으로 뛰도록 돕는 의료 기기에 대해 듣고 싶은 내용은 아닙니다. 간단히 말해서, 문제는 수명이 짧기 때문에 정기적으로 교체해야 하는 부피가 큰 배터리에 의존한다는 것입니다.
다행히 중국과 미국 연구진이 해결책이 나왔을 수도 있다. 그들은 심장 박동 에너지로부터 필요한 전기를 모으는 배터리가 필요 없는 대체 심박 조율기를 개발했습니다. 아직 인간에게 이식할 준비가 되지 않았지만 최근 돼지를 대상으로 성공적으로 테스트되었습니다. 연구에 사용된 돼지 심장은 인간 심장과 거의 같은 크기이기 때문에 이는 중요합니다.
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“iTENG(이식형 마찰전기 나노발전기)로 구동되는 당사의 공생 심장 박동기(SPM)는 배터리가 필요 없는 최초의 자체 전원 심장박동기입니다. 중국과학원 나노과학기술대학원 교수 Zhou Li는 Digital과의 인터뷰에서 완전히 이식되었습니다. 동향. “SPM은 세상에 살고 있는 다양한 유기체 간의 상호 작용을 포함하는 생물학적 공생 현상에서 영감을 받았습니다. 콩과 식물과 질소 고정 박테리아와 같은 밀접한 물리적 연관성은 환상적이고 흥미 롭습니다. 아이디어. SPM은 심장 박동의 생체역학적 에너지를 전기로 변환하여 펄스를 전송하는 심박 조절 모듈에 전력을 공급합니다. 비정상적인 심장은 이러한 펄스로 교정될 수 있으며, 회복된 심장은 SPM에 더 많은 에너지를 제공할 것입니다.”
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최근 시연은 iTENG의 에너지 출력이 상업용 의료용 인간 심박 조율기에 필요한 임계값에 도달(및 초과)하기에 충분하다는 점을 보여주었기 때문에 중요했습니다. 이는 자가 동력식 "생명용 임플란트"라는 아이디어를 흥미롭고 실현 가능하게 만듭니다.
Li는 “이것이 인간에게 사용될 수 있기까지는 아직 갈 길이 멀다”고 말했다. “몇 가지 기술적 과제를 해결해야 합니다. 최소 침습적 이식 과정을 충족하고 생체 내에서 장기간 수술 시 더 나은 편안함을 제공하려면 다음이 필요합니다. 작은 크기, 높은 에너지 밀도, 생체 조직과의 효율적인 고정 및 장기간의 iTENG 개발 생물안전. 이는 재료 과학, 마이크로 및 나노 가공 기술, 전자 기술의 발전에 달려 있습니다.”
그러나 이 연구는 심장 박동기에만 유망한 것은 아닙니다. Li는 유사한 자가 전력 공급 기술이 다른 배터리 구동식 임플란트 의료 기기의 대안으로도 사용될 수 있다고 제안했습니다. 여기에는 신경 자극기, 근육 자극기, 조직 복구 및 엔지니어링 장치, 약물 전달 시스템 등이 포함될 수 있습니다.
현재 충전이 필요한 웨어러블 등의 소비자 기기에도 추가로 사용될 수 있습니다. 그는 “전자기기가 자가발전 시대로 접어들고 있다고 생각한다”고 말했다.
작업을 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 Nature Communications 저널에 게재됨.
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