Вчені створили бездротовий зарядний пристрій, який може безпечно залишатися в організмі людини

Створено прототип бездротової енергосистеми, що імплантується, яка є біорозкладною.

Китайські вчені розробили бездротовий пристрій, що біорозкладається, для прийому та зберігання енергії, який може живити біоелектронні імплантати, такі як повністю біорозкладні системи доставки ліків. Біоелектронні імплантати, включаючи сенсори для моніторингу та імплантати для доставки ліків, є мінімально інвазивними та надійними методами точного контролю та лікування пацієнтів.

Згідно зі статтею, опублікованою в четвер у журналі Science Advances і очолюваної дослідниками з Ланьчжоуського університету, розробка модулів живлення для цих пристроїв відстає від створення біосумісних та біорозкладних сенсорів та схем.

Існуючі біорозкладні блоки живлення часто використовуються лише один раз і мають недостатню потужність для біомедичних додатків. У той же час блоки живлення, підключені до трансдермальних зарядних пристроїв, можуть викликати запалення, а батареї, що не підлягають перезарядженню, можуть вимагати хірургічної заміни, що пов'язано з певними ризиками.

Для вирішення цієї проблеми дослідники запропонували бездротову імплантовану систему живлення з високою ефективністю зберігання енергії та зручною для тканин конструкцією. Це пристрій, створений китайськими вченими, біорозкладний та бездротовий. Воно складається з котушки з магнію, яка заряджає пристрій, коли зовнішня котушка, що передає, поміщається на шкіру над імплантатом.

Отримана енергія проходить через ланцюг модуль зберігання енергії, що складається з гібридних суперконденсаторів на основі цинку. На відміну від батарей, які зберігають енергію у хімічній формі, суперконденсатори зберігають її у вигляді електричної енергії.

Прототип системи живлення, інтегрований в гнучкий біорозкладний чіп-подібний імплантат, поєднує в собі збирання та зберігання енергії. Енергія може передаватися безпосередньо в підключений біоелектронний пристрій, а також суперконденсатор, де вона зберігається для забезпечення постійного і надійного джерела живлення після завершення зарядки.

Цинк і магній, що входять до складу пристрою, є важливими для людського організму елементами, і їх кількість в імплантаті знаходиться нижче за рівень щоденного споживання, що робить імплантати біосумісними.

Полімерна та воскова оболонка пристрою дозволяє йому гнутися та скручуватися відповідно до структури тканини, в яку він імплантується. Тести на щурах показали, що пристрій може ефективно працювати до 10 днів та повністю розчиняється протягом двох місяців.

Час роботи пристрою може бути змінено шляхом коригування товщини та хімічного складу захисного шару. Системи доставки ліків можуть бути інтегровані в різні тканини та органи тіла, відіграючи ключову роль у локалізованій доставці ліків за запитом та терапією.