Stvorili su biorazgradivi implantabilna baterije

Video: Galvanski element papir

Massachusetts naučnici predstavili su biorazgradivi implantable baterije, koji pomaže feed obećavajući biomedicinskih uređaja stvoren za praćenje rezultata pacijenta ili isporuku droge.

Nove baterije je u osnovi razlikuje od analoga koji nakon uporabe mogu biti potpuno degradiran u organizmu bez ikakvih efekata po zdravlje.

"To je stvarno veliki napredak. Do danas, nije napravljen kao veliko dostignuće u tom pravcu ", - rekao je on novinarima Jeffrey Borenstein (Jeffrey Borenstein), biomedicinski inženjer u Draper Laboratorija, neprofitne istraživačkog centra u Cambridgeu.

U 2012. godini, istraživač novih materijala John Rogers (John Rogers) University of Illinois at Urbana-Champaign je predstavila niz biorazgradiva silikonskih čipova koji mogu pratiti temperaturu i mehaničke napetosti, tako da je rezultat na vanjske uređaje. Ovi mikroskopski čipovi su čak u stanju za zagrijavanje tkiva da aktivira imunološki proces i spriječiti infekcije (članak u časopisu Nature pod naslovom Biorazgradivi elektronike ovdje danas, sutra).

Neki od tih čipova je dobijena za snabdijevanje energijom izvana putem indukcije uređajima.

Ali bežični prijenos energije, prema Borenstein, je problematično za uređaje koje je potrebno da se ugrađuju u dubokim tkivima, uključujući i kosti. Komponente koje primaju energiju na način tehnički komplikovan, velike i skupe. Istraživač kaže: "Sve što si tu stavio, treba zauzeti plemenitih prostora."

Da biste pronašli racionalno rješenje, Rogers i njegovi kolege razvili su element debljine moći milimetra, što je na kraju potpuno rastvara u tkivima i ne zahtijeva uklanjanje.

Rastvorljiva implantabilnog uređaja

Njihov izum je opisano u posljednjem izdanju Advanced Materials, korištenje magnezija folije anoda i katoda od gvožđa, molibden ili volfram. Svi ovi materijali će se polako otopiti u tkivima, i niske koncentracije iona nisu štetni za tijelo.

Elektrolita između dvije elektrode će biti fosfat puferu. Čitav sistem je pakiran u okvir izrađen od biorazgradljive polimer je polyanhydride.

Trenutni opcije se razlikuju u zavisnosti od materijala koji se koristi u katode. Na primjer, u jednom kvadratnom centimetru baterije sa magnezij anoda (debljine 50 mikrometara) i molibden katode (8 mikrometara debljine) proizvela struja od 2,4 mA. Nakon raspada, Otpušta bateriju 9 miligrama magnezijuma - samo 2 puta veći nego da se nakon ugradnje novog stenta za koronarne arterije.

Ova koncentracija, prema Rogers, jednostavno ne mogu uzrokovati zdravstvene probleme pacijenta. On kaže: "Gotovo sve zgrade blokova nove baterije je spreman za proizvodnju visoko kvalitetnog biorazgradiva implantata."

Sve verzije može održavati stabilan struje za jedan dan, ali još nije gotovo. Komanda nada da će poboljšati baterija i značajno povećati kapacitet po jedinici mase, mijenja površinu topografije magnezija i povećanje površina elektrode.

Autori smatraju da je područje baterija od 0,25 kvadratnih centimetara i debljine od 1 mikrometra će moći da se hrani nekim implantabilnog senzor tokom dana.

Na terenu,

Ti uređaji mogu naći primjenu u mnogim područjima.

Na primjer, oni su korisni za napajanje više senzora koji koriste moć i ekolozi za mjerenje raznih parametara životne sredine - zemlju, vodu, pa čak i ocean. Ovi senzori, zajedno sa baterijom, učinite trik, jednostavno rastvoriti u moru, bez obzira na životnu sredinu.

Male dimenzije - to je najveći plus pronalaska. Mala gomila baterija daje napon 1.6 V - dovoljno da nahrani neke LED, ili generirati radio signal.

Magnezijum baterije nisu jedino rješenje za moderne nauke. Prošle godine, stručnjak za biomaterijala Christopher Bettinger (Christopher Bettinger) Carnegie Mellon u Pittsburghu (Pennsylvania, SAD) predstavio je jestivo natrij-ionska baterija sa elektrodama pigmenta melanina. Ali Rogers 'tim navodi da njihova magnezijum baterija ima najbolje performanse po jedinici površine i duže traje.

Borenstein nada da dalji rad na oba tipa stavke će bez problema hraniti perspektive implantable uređaja koji prati rad ili pacijent u pravo vrijeme da se daje lijekove (npr antikonvulzivi u trenutku napada).

Udio u društvenim mrežama:

Povezani