محققان برای ایمپلنت‌های پوستی شارژر بی‌سیم تولید کردند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، محققان دانشگاه لانژو در چین یک شارژر بی‌سیم ساخته‌اند که می‌تواند در آینده به طور ایمن درون بدن انسان کاشته شود. این شارژر زیست‌تخریب‌پذیر است و پس از اتمام کارکرد نیازی به حذف یا تعویض ندارد.

پیشرفت‌های فناوری پزشکی به ما امکان کاشت دستگاه‌های بیوالکترونیک مانند ضربان‌ساز را در بدن انسان داده است. با این حال، منابع انرژی این سیستم‌ها یا در خارج از بدن قرار دارند یا از باتری‌های کوچک‌تری استفاده می‌کنند که در نهایت از کار می‌افتند و نیاز به تعویض دارند.

اینترستینگ اینجینرینگ به تازگی گزارش داده که محققان چگونه تلاش می‌کنند از ضربان قلب به عنوان منبع انرژی استفاده کنند. در حالی که این مدل می‌تواند برای ضربان‌سازها کار کند، ایمپلنت‌ها نیز برای اهداف نظارت و همچنین تحویل دارو توسعه داده می‌شوند. اینجا یک منبع انرژی بی‌سیم مکملی مفید برای این فناوری است.

مسائل مربوط به سیستم‌های تأمین برق

واحدهای منبع تغذیه زیست تخریب پذیر در حال حاضر توسعه یافته‌اند، اما آن‌ها ظرفیت‌های ذخیره انرژی محدودی دارند که منجر به استفاده از دستگاه برای مدت محدودی می‌شود. گاهی اوقات، اندازه واحد تأمین برق حتی آن را برای تولید انرژی کافی مورد نیاز برای کاربردهای پزشکی نامناسب می کند.

یک راه حل جایگزین برای این مشکل، قرار دادن واحد منبع تغذیه در سراسر پوست است. با این حال، این روش خطر التهاب در محل را افزایش می‌دهد که اگر ایمپلنت برای استفاده طولانی مدت در نظر گرفته شود، یک مشکل بزرگ است.

محققان دانشگاه لانژو طرح ساده‌ای را ارائه کردند که نه تنها می تواند ذخیره انرژی بالایی را ارائه دهد بلکه به اندازه کافی نرم است تا با اشکال مختلف بافت‌ها و اندام‌های دیگر بدن سازگار شود.

شارژر بی سیم چگونه کار می‌کند؟

طراحی دستگاه شامل یک سیم پیچ منیزیم، یک شارژر و ابرخازن‌های هیبریدی یون روی است که به عنوان ماژول‌های ذخیره انرژی کار می‌کنند. سیم پیچ منیزیم دیگری روی پوست و در محل ایمپلنت قرار می‌گیرد که به عنوان یک سیم پیچ انتقال دهنده عمل می‌کند و به شارژ بی‌سیم ایمپلنت کمک می‌کند.

در مقایسه با باتری‌هایی که انرژی را به شکل انرژی شیمیایی ذخیره می‌کنند، ابرخازن‌ها نیرو را به شکل انرژی الکتریکی ذخیره می‌کنند. در گزارش «اس سی ام پی» (SCMP) آمده است که وقتی انرژی ذخیره شده کم است، ابرخازن‌ها چگالی توان بالایی دارند و می‌توانند مقدار زیادی انرژی را تخلیه کنند.

سیستم منبع تغذیه و ایمپلنت زیست سازگار با عملکرد را می‌توان در داخل لایه‌های پلیمری و مومی قرار داد که انعطاف پذیری و محافظت در برابر تخریب در کوتاه مدت را ارائه می‌دهد. با تغییر ضخامت لایه کپسوله، طول عمر دستگاه در داخل بدنه قابل کنترل است.

محققان اطمینان حاصل کرده‌اند که مقدار کل روی و منیزیم موجود در این مجموعه کمتر از مقادیر توصیه‌شده مصرف روزانه باقی می‌ماند؛ بنابراین، هنگامی که زیست تخریب می‌شود، نگران کننده نخواهد بود.

برای نشان دادن عملکرد این سیستم، محققان آن را در موش‌های آلوده به تب ناشی از مخمر کاشتند. این دستگاه یک داروی ضد التهاب برای کنترل تب تجویز کرد و موش‌های دارای ایمپلنت دمای بسیار پایین‌تری نسبت به موش‌های بدون ایمپلنت ثبت کردند.

محققان هنوز باید بفهمد که چگونه دستگاه را خاموش کند؛ زیرا تا زمانی که برق آن تمام شود به کار خود ادامه داد. با این وجود، در آینده نمونه اولیه راه را برای شارژ بی‌سیم ایمپلنت‌ها هموار می‌کند.