En liten, flexibel enhet kan driva en pacemaker med energi från hjärtslag. Kredit:American Chemical Society
Implanterbara pacemakers har utan tvekan förändrat modern medicin, räddar otaliga liv genom att reglera hjärtrytmen. Men de har en allvarlig brist:deras batterier håller bara fem till 12 år, då måste de bytas ut kirurgiskt. Nu, forskare har övervunnit detta problem genom att designa en pacemaker som drivs av energin från hjärtslag, enligt en rapport i ACS Nano . Enheten testades framgångsrikt på grisar, som har en liknande fysiologi som människor.
En konventionell pacemaker implanteras precis under huden nära nyckelbenet. Dess batteri och kretsar genererar elektriska signaler som levereras till hjärtat via implanterade elektroder. Eftersom kirurgi för att byta batteri kan leda till komplikationer, inklusive infektion och blödning, olika forskare har försökt bygga pacemakers som använder den naturliga energin från hjärtslag som en alternativ energikälla. Dock, dessa experimentella enheter är inte tillräckligt kraftfulla på grund av sin stela struktur, svårigheter med miniatyrisering och andra nackdelar, så Hao Zhang, Bin Yang och kollegor sökte efter sätt att förbättra tekniken.
Först, de designade en liten, flexibel plastram. Därefter fäste de ramen till piezoelektriska lager, som genererar energi när de böjs. De implanterade enheten i grisar och visade att ett bankande hjärta faktiskt kunde förändra ramens form, genererar tillräckligt med ström för att matcha prestandan hos en batteridriven pacemaker. Studien är ett steg mot att göra en självdriven pacemaker, säger forskarna.