Учёные из Китая и США представили кардиостимулятор, который генерирует энергию благодаря сердцебиению и не нуждается в батарейках. Разработка может стать основой "имплантатов на всю жизнь", которые так необходимы пациентам с пороками сердца.
Сегодня миллионы людей во всём мире используют кардиостимуляторы – небольшие электрические имплантаты, помогающие регулировать сердцебиение, нарушенное в результате хронического или острого заболевания.
Несмотря на множество разработок в этой области, аккумуляторы современных кардиостимуляторов по-прежнему могут быть довольно громоздкими и требовать неоднократной замены в течение срока службы устройства, что подразумевает для пациента новое хирургическое вмешательство.
Ранее специалисты уже пробовали решить эту проблему путём создания имплантатов, способных работать на протяжении всей жизни человека.
Основу таких устройств составляют так называемые "сборщики энергии" (energy harvesters), которые при закреплении на сердце, лёгких или диафрагме могли заряжаться за счёт их постоянного движения.
Ранее учёные испытали механизм на крысах и коровах, но свою эффективность он показал лишь на небольших животных.
Недавно же международная группа исследователей проверила автономный кардиостимулятор на сердцах взрослых свиней. Как объясняют авторы работы, внутренние органы этих животных очень похожи на человеческие.
"Симбиотический кардиостимулятор", как окрестили своё детище специалисты, состоит из трёх частей: блока сбора энергии, блока управления питанием и самого кардиостимулятора.
Имплантируемый генератор располагается на поверхности сердца и сгибается при каждом его ударе. В результате этого движения генерируется электричество.
"Таким образом, кардиостимулятор работает благодаря сердцебиению животного, в котором находится", – объясняет ведущий автор исследования Чжоу Ли (Zhou Li) из Китайской академии наук (CAS).
Механизм собирает энергию, хранит её и использует для работы кардиостимулятора.
Все свиньи, на которых тестировали работу имплантата, страдали от нерегулярного сердцебиения. Когда специалисты включили устройство, то обнаружили, что сердцебиение животных стабилизировалось. Более того, получаемой энергии было даже больше, чем необходимо для работы современных кардиостимуляторов.
По словам специалиста в области нанотехнологий Чжун Линь Вана (Zhong Lin Wang) из Технологического института Джорджии, разработка может привести к созданию "имплантата на всю жизнь". Он добавляет, что это и является конечной целью инженеров.
По мнению авторов работы, в будущем им предстоит провести ещё немало исследований, чтобы определить безопасность устройства, работающего в течение более длительного периода, а также его долговечность. Только после этого можно будет создавать и тестировать "вечные" кардиостимуляторы для людей.
К слову, Ван считает, что новая технология также пригодится и в других областях, в частности, в "умной" одежде.
Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Nature Communications.
Ранее авторы проекта "Вести.Наука" рассказывали о сердечном "носке", который может вытеснить кардиостимуляторы.
К слову, ранее группа Вана также создала материал, способный чувствовать прикосновения.
