Солнечная панель для электропитания медицинских имплантатов

Ученые Кванджуского института науки и технологий в Южной Корее разработали метод беспроводного питания имплантируемых устройств с помощью света. Технология использует микро-светодиодный патч для передачи света через кожу и фотоэлектрическую систему на имплантированных устройствах, которая может превратить этот свет в электричество. Эта технология может помочь исследователям в разработке устройств, которые не нуждаются в батареях, избегая необходимость удалять и заменять их, когда батареи разряжены.

Имплантируемые электронные медицинские устройства оказали значительное влияние на здравоохранение, особенно на долгосрочное лечение хронических заболеваний. К таким устройствам относятся как давно применяемые, в том числе кардиостимулятор, так и находящиеся в стадии разработки, например, искусственная поджелудочная железа. Однако общим камнем преткновения для таких устройств, особенно тех, которые предназначены для долгосрочной имплантации, является их электропитание.

В настоящее время электронные имплантаты должны питаться либо от внешних устройств посредством проводов, которые проникают в кожу и представляют опасность заражения, либо от внутренней батареи. Уже используются некоторые беспроводные технологии, такие как индуктивная, но они, как правило, безопасны только при более низких уровнях мощности. Внутренние батареи могут иметь значительный срок службы, но и они в конечном итоге истощаются, что требует хирургического вмешательства для их замены. Это неудобно для пациентов, а также сопряжено с такими рисками, как инфекция и другие осложнения.

Корейские исследователи преодолели эти ограничения, используя имплантируемый эквивалент солнечных батарей. Технология, описанная в Proceedings of the National Academy of Sciences, основана на использовании внешнего источника света в виде микро-светодиодного патча (пластыря), который прилипает к коже в месте, где находится имплантированное устройство. Пластырь использует полупрозрачность тканей, которые в некоторой степени пропускают свет, также как, например, это делает надеваемый на палец пульсоксиметр.

Вторым компонентом является фотоэлектрическая система, которая крепится к имплантированному устройству и использует свет, проходящий через кожу, для выработки электричества. До сих пор исследователи тестировали эту систему на мышах и смогли продемонстрировать, что она может успешно питать имплантированное устройство.