Batterijloze pacemaker verzamelt en bewaart energie uit hartslagen

Pacemakers een probleem hebt – en dat is niet iets wat je wilt horen over een medisch apparaat dat letterlijk het hart van een persoon helpt normaal te blijven kloppen. Het probleem is eenvoudigweg dat ze afhankelijk zijn van grote batterijen, die vanwege hun korte levensduur regelmatig moeten worden vervangen.

Gelukkig hebben onderzoekers uit China en de VS misschien een oplossing bedacht. Ze hebben een alternatieve batterijloze pacemaker ontwikkeld die de benodigde elektriciteit haalt uit de energie van hartslagen. Hoewel het nog niet klaar is om bij mensen te worden geïmplanteerd, werd het onlangs met succes getest bij varkens. Dit is belangrijk omdat de varkensharten die in het onderzoek zijn gebruikt ongeveer even groot zijn als mensenharten.

“Onze symbiotische pacemaker (SPM), aangedreven door een iTENG (implanteerbare tribo-elektrische nanogenerator), is de eerste batterijloze pacemaker met eigen voeding. volledig geïmplanteerd bij volwassen varkens,” vertelde Zhou Li, een professor aan de School of Nanoscience and Technology aan de University of Chinese Academy of Sciences, aan Digital Trends. “SPM is geïnspireerd door het biologische symbiosefenomeen waarbij sprake is van interactie tussen verschillende organismen die erin leven nauwe fysieke associatie – zoals stikstofbindende bacteriën met vlinderbloemige planten – wat mooi en interessant is idee. De SPM zet biomechanische energie van het kloppende hart om in elektriciteit voor het voeden van de stimulatiemodule [terwijl deze] pulsen verzendt. Het abnormale hart kan door deze pulsen worden gecorrigeerd, en het herstelde hart zal meer energie leveren voor SPM.”

De recente demonstratie was belangrijk omdat deze aantoonde dat de energieopbrengst van de iTENG voldoende is om de drempel te bereiken (en te overschrijden) die nodig is voor een commerciële medische menselijke pacemaker. Dit maakt het idee van een zelfvoorzienend ‘implantaat voor het leven’ niet alleen spannend maar ook haalbaar.

“Er is nog een lange weg te gaan voordat dit bij mensen kan worden gebruikt,” zei Li. “Sommige technische uitdagingen moeten worden opgelost. Om te voldoen aan het minimaal invasieve implantatieproces en een beter comfort bij langdurige operatie in vivo, is het noodzakelijk om dit te doen een iTENG ontwikkelen [die] klein van formaat is, een hoge energiedichtheid heeft, een efficiënte fixatie [heeft] met bioweefsel, en op lange termijn bioveiligheid. Het hangt af van de ontwikkelingen op het gebied van de materiaalkunde, micro- en nanofabricagetechnologieën en elektronische technieken.”

Het werk is echter niet alleen veelbelovend voor pacemakers. Li suggereerde dat soortgelijke zelfaandrijvende technologie ook zou kunnen worden gebruikt voor alternatieven voor andere medische implantaten op batterijen. Hierbij kunt u denken aan neurale stimulatoren, spierstimulatoren, apparaten voor weefselherstel en -engineering, systemen voor medicijnafgifte en meer.

Het zou bovendien kunnen worden gebruikt voor consumentenapparaten zoals wearables, die momenteel moeten worden opgeladen. “Ik denk dat elektronische apparatuur een tijdperk van zelfaangedreven energie betreedt”, zei hij.

Er was een document waarin het werk werd beschreven onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Aanbevelingen van de redactie

• ‘’s Werelds grootste zonnewijzer’ gaat fungeren als leverancier van groene energie
• De beperkte, duurzame Galaxy Watch 4-bandjes van Samsung zijn gemaakt van appelschillen
• Koptelefoons voor daklozen verwarmen de oren en zorgen ervoor dat elektronisch afval niet op stortplaatsen terechtkomt
• De menselijke batterij: Slimme rugzak genereert stroom terwijl je loopt
• Slimme nieuwe A.I. systeem belooft uw hond te trainen terwijl u niet thuis bent

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.