Gesundheit

Ingenieure Ernte Herz die Energie, um lebensrettende Geräte: die Nutzung der Herzschlag für das aufladen von Batterien

Das Herz der Bewegung ist so mächtig, dass es kann Geräte aufladen, retten Sie unser Leben, entsprechend der neuen Forschung vom Dartmouth College.

Verwenden Sie einen dime-Größe Erfindung entwickelt von Ingenieuren an der Thayer School of Engineering at Dartmouth, die kinetische Energie des Herzens kann umgewandelt werden in Strom, um eine Vielzahl von implantierbaren Geräten, laut der Studie, finanziert von den Nationalen Instituten der Gesundheit.

Millionen von Menschen verlassen sich auf Herzschrittmacher, Defibrillatoren und andere lebensrettende implantierbare Geräte, die von Batterien mit Strom versorgt, die ausgetauscht werden müssen alle fünf bis 10 Jahre. Diese Ersatz Chirurgie erfordern kann teuer werden und schaffen die Möglichkeit von Komplikationen und Infektionen.

„Wir versuchen zu lösen das ultimative problem für jede implantierbare biomedizinische Geräte“, sagt Dartmouth engineering professor John X. J. Zhang, führen Forscher auf der Studie sein team absolvierte neben ärzten an der Universität von Texas in San Antonio. „Wie schafft man eine effektive Energie-Quelle, so dass das Gerät seine Aufgabe während der gesamten Lebensdauer des Patienten, ohne die Notwendigkeit einer Operation, die Batterie zu ersetzen?“

„Von gleicher Bedeutung ist, dass das Gerät nicht mit dem Körper stören das die Funktion,“ fügt Dartmouth research associate Lin Dong, der erste Autor auf dem Papier. „Wir wussten, es musste sein, biokompatibel, leicht, flexibel, low-profile, so dass es passt nicht nur in die aktuelle Schrittmacher-Struktur, sondern ist auch skalierbar für zukünftige multi-Funktionalität.“

Die Arbeit des Teams schlägt ändern der Schrittmacher-zur Nutzbarmachung der kinetischen Energie von der Leitung, die verbunden ist, um das Herz, wandelt Sie in Strom um ständig die Akkus zu laden. Das hinzugefügte material ist eine Art von dünnen piezoelektrischen polymer-film namens „PVDF“, und wenn entworfen mit porösen Strukturen-entweder ein array von kleinen Schnalle Balken oder einem flexiblen cantilever-es umwandeln kann sogar kleine mechanische Bewegung in Elektrizität umgewandelt. Ein weiterer Vorteil: die gleichen Module verwendet werden könnten als sensoren zum aktivieren der Sammlung von Daten für die Echtzeit-überwachung von Patienten.

Die Ergebnisse der drei-Jahres-Studie, abgeschlossen von der Dartmouth-engineering-Forscher zusammen mit Klinikern am UT Health San Antonio, waren soeben in der cover-story für Advanced Materials Technologies.

Die zwei verbleibenden Jahre der NIH-Finanzierung zuzüglich der Zeit zum beenden der pre-klinischen Prozess und erhalten die behördliche Genehmigung stellt eine selbst-laden Herzschrittmacher etwa fünf Jahren von der Kommerzialisierung, nach Zhang.

„Wir haben die erste Runde von tierexperimentellen Studien mit sehr guten Ergebnissen, die demnächst veröffentlicht wird“, sagt Zhang. „Es gibt bereits viel Interesse von den großen Unternehmen in der Medizintechnik, und Andrew Closson, von den Autoren der Studie die Arbeit mit Lin Dong und ein engineering-PhD-Innovation-Programm, student an der Dartmouth, ist das lernen der business-und Technologie-transfer-Fähigkeiten, um eine Gruppe in Bewegung nach vorne mit der unternehmerischen phase dieser Bemühungen.“