Микро-светодиоди и слънчеви панели безжично захранват медицински импланти

Микро-светодиоди и слънчеви панели безжично захранват медицински импланти | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️

Изследователи от Института за наука и технологии в Гуанджу в Южна Корея са разработили метод за безжично захранване на имплантирани устройства с помощта на светлина. Техниката включва микро-LED пластир за предаване на светлина през кожата и фотоволтаична система на имплантирани устройства, които могат да превърнат тази светлина в електричество. Тази технология може да помогне на изследователите да разработят устройства, които не се нуждаят от батерии, като избягва необходимостта от тяхното премахване и подмяна при изчерпване на батериите.

Имплантируемите електронни медицински устройства са оказали значително въздействие върху здравеопазването, особено върху дългосрочното управление на хронични заболявания. Такива устройства включват стари фаворити, включително пейсмейкъра, и такива в процес на разработка, като изкуствения панкреас. Общ препъни камък за тези устройства, особено тези, предназначени за дългосрочна имплантация, е захранването им.

„Едно от най-големите изисквания при биомедицинските електронни импланти е да се осигури устойчива електрическа енергия за продължителен здравословен живот без операции за смяна на батерии“, казва Джонгхо Лий, изследовател, участващ в изследването. „Понастоящем липсата на надежден източник на енергия ограничава функционалността и производителността на имплантните устройства. Ако можем да осигурим достатъчно електрическа енергия в тялото си, могат да бъдат разработени нови видове медицински импланти с разнообразни функции и висока производителност. “

Понастоящем електронните импланти трябва да се захранват чрез външни проводници, които проникват през кожата и представляват риск от инфекция, или чрез вътрешна батерия. Вече се използват някои безжични техники, като индуктивно свързване, но те обикновено са безопасни само при по-ниски нива на мощност. Вътрешните батерии, от друга страна, могат да имат значителна продължителност на живота, но в крайна сметка ще се изтощят, което изисква хирургическа процедура, която да ги замени. Това е неудобно за пациентите, а също така носи рискове като инфекция и други усложнения.

За да се справят с тези ограничения, корейските изследователи са разработили метод за безжично захранване на имплантирани устройства, използвайки имплантируемия еквивалент на слънчеви панели. Техниката, описана в Известия на Националната академия на науките, разчита на външно приложен източник на светлина под формата на микро-LED пластир, който е залепен върху кожата отгоре, където се намира имплантираното устройство.

Пластирът използва полупрозрачната природа на тъканта, което позволява проникване на светлина до известна степен – помислете за блясъка, който се случва, когато светлината от фенерче, притиснато към пръстите ви, минава през кожата ви.

Вторият компонент е фотоволтаична система, която е прикрепена към имплантирано устройство, което използва светлината, предавана през кожата, за генериране на електричество. Досега изследователите са тествали системата на мишки и са показали, че тя може успешно да захранва имплантирано устройство.

„Тези резултати позволяват дългосрочната употреба на наличните в момента импланти, в допълнение към ускоряването на нововъзникващите видове електрически импланти, които изискват по-голяма мощност, за да осигурят разнообразни, удобни диагностични и терапевтични функции в човешките тела“, каза Лий.

Учи в Известия на Националната академия на науките: Активен фотонен безжичен трансфер на енергия в живи тъкани

Чрез: Институт за наука и технологии Gwangju