Vytvoril sú biologicky rozložiteľné implantovateľné batériu

Video: Galvanická papier element

Massachusetts vedci prezentované sú biologicky rozložiteľné implantovateľné batériu, ktorý pomáha zdroj sľubné biomedicínska zariadenia vytvorené na monitorovanie výkonnosti pacienta alebo dodávanie liečiv.

Nová batéria sa zásadne líši od analógov, ktoré po použití môže byť úplne degradovaný v tele bez zdravotných následkov.

"Je to naozaj zásadný prelom. Až do dnešného dňa sa neuskutočnil ako hlavný úspech v tomto smere, "- povedal novinárom Jeffrey Borenstein (Jeffrey Borenstein), biomedicínsky inžinier u Draper Laboratory, neziskové výskumné centrum v Cambridge.

V roku 2012, nové materiály výskumník John Rogers (John Rogers) University of Illinois v Urbana-Champaign predložila množstvo biologicky rozpustných kremíkových čipov, ktoré možno sledovať teplotu a mechanické napätie, zasielanie výsledkov do externých zariadení. Tieto mikroskopické čipy sú dokonca schopné ohrievať tkanivo k aktivácii imunitného procesu a prevenciu infekcie (článok v časopise Nature pod názvom Biologicky rozložiteľné elektroniky dnes, zajtra preč).

Niektoré z týchto triesok bola získaná pre dodávky energie z vonka pomocou indukčného zariadení.

Ale bezdrôtový prenos energie, podľa Borenstein, je problematické pre zariadenie, ktoré musia byť implantované do hlbokých tkanív, vrátane kostí. Komponenty, ktoré prijímajú energiu takým spôsobom technicky komplikované, veľké a drahé. Výskumník hovorí: "Všetko, čo ste tam dal, by mali zaberať cenné miesto."

Ak chcete nájsť racionálne riešenie, Rogers a jeho kolegovia vyvinuli prvok hrúbky moc milimetrov, ktorý nakoniec sa rozpúšťa úplne v tkanivách a nevyžaduje odstránenie.

Rozpustný implantované zariadenie

Ich vynález popísaný v poslednom vydaní Advanced Materials, použitie fóliových anód a katód horčíka z železa, molybdénu alebo volfrámu. Všetky tieto materiály sa pomaly rozpúšťajú v tkanivách, a nízke koncentrácie iónov nie sú škodlivé pre telo.

Elektrolyt medzi dvoma elektródami bude roztok fosfátového pufra. Celý systém je zabalený do rámu z bio rozpustného polyméru je polyanhydrid.

Súčasné možnosti sa môžu líšiť v závislosti od použitého materiálu v katóde. Napríklad, v jednom štvorcovom centimetrom batéria s horčíkovou anódou (hrúbka 50 mikrometrov) a molybdénu katódy (8 mikrometrov hrúbky) vyrába prúd 2,4 mA. Po rozpustení sa uvoľní batéria 9 miligramov horčíka - iba 2 krát vyššia ako po inštalácii novej stentu pre koronárnych tepien.

Táto koncentrácia je podľa Rogersa, jednoducho nemôže spôsobiť zdravotné problémy pacienta. Hovorí: "Takmer všetky stavebné kamene novej batérie je pripravená pre výrobu vysoko kvalitných biologicky rozpustných implantáty."

Všetky verzie môžu udržiavať stabilnú prúd pre jeden deň, ale ešte nie je u konca. Príkaz dúfa zlepšiť batériu a výrazne zvýšiť kapacitu na jednotku hmotnosti, zmena povrchovej topografiu horčíka a zväčšenie plochy elektródy.

Autori sa domnievajú, že oblasť batéria 0,25 štvorcových centimetrov a hrúbke 1 mikrometer budú môcť kŕmiť nejaký implantovaný senzor počas dňa.

V tejto oblasti,

Takéto zariadenia môžu nájsť uplatnenie v mnohých oblastiach.

Napríklad sú užitočné pre napájanie viacerých snímačov, ktoré využívajú energiu a ekológmi pre meranie rôznych parametrov životného prostredia - pôda, voda, a dokonca aj oceánu. Tieto senzory spolu s batériou, stačiť, jednoducho rozpustiť v oceáne, aby bola dotknutá životné prostredie.

Malá veľkosť - to je najväčší a podľa tohto vynálezu. Malý zásobník batérie poskytuje napätie 1,6 V - dosť kŕmiť nejaký LED, alebo pre generovanie rádiový signál.

Batérie horčíka nie sú jediným riešením pre modernej vedy. Posledný rok, odborník v biomateriály Christopher Bettinger (Christopher Bettinger) Carnegie Mellon University v Pittsburghu (Pennsylvania, USA) predstavil jedlý sodný-iónová batéria s elektródami melanínu pigmentu. Ale Rogersovej tím hlási, že ich batérie horčíka má najlepší výkon na jednotku plochy a trvá dlhšie.

Borenstein dúfali, že ďalšie práce na oboch typov predmetov bude bez problémov zdroj perspektívny implantovateľné zariadenia, ktoré monitorujú výkon alebo pacienta v správny čas, že sa podáva lieky (napr., Antikonvulzíva v okamihu útoku).

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno