Учёные нашли способ заряжать кардиостимуляторы и другие импланты с помощью ультразвука

Разного рода электроника уже давно вживляется в организм людей. Типичный пример — кардиостимулятор. Но когда его аккумулятор разряжается, необходима хирургическая замена импланта. Корейские учёные нашли способ решить эту проблему с помощью дистанционной ультразвуковой зарядки.

Источник изображения: KIST

Хотя в мире электроники существует немало технологий беспроводной зарядки, самые актуальные из них не подходят для медицинского применения. Так, электромагнитная индукция позволяет заряжать АКБ смартфонов, расположенных на расстоянии до 1,5 см от специальной панели, причём в процессе выделяется довольно много тепла, что недопустимо в случае, когда аккумулятор скрыт в тканях живого организма. Ещё одним методом является зарядка с использованием магнитного резонанса, но на оборудование в этом случае могут повлиять источники беспроводных сигналов вроде Bluetooth или Wi-Fi.

С учётом этих и прочих ограничений команда учёных из Корейского института науки и технологий (KIST) разработала вживляемый генератор, который можно интегрировать как в кардиостимулятор, так и в другой имплант. Он использует «трибоэлектрический эффект», в результате которого материалы создают электрический заряд при трении друг о друга. В разработанной конструкции источником колебаний для трения станет ультразвук.

В лабораторных условиях генератор смог обеспечивать энергию мощностью 8 мВт даже в случае, когда сам генератор и источник ультразвука находились под водой на расстоянии до 6 см. Считается, что такой энергии достаточно для питания 200 LED-элементов или передачи Bluetooth-сигнала под водой. Учёные отметили, что это в теории позволит использовать технологию и в разработках для подводной электроники.

Источник изображения: KIST

Для более реалистичной имитации человеческого тела генератор размещали в свиной туше. По мнению учёных, в будущем технология будет усовершенствована и станет применяться во вживляемых или глубоководных сенсорах — в таких случаях перезарядка аккумуляторов весьма проблематична.

Известно, что в Саудовской Аравии также тестируется технология ультразвуковой зарядки с использованием специального гидрогеля, вырабатывающего электричество под внешним дистанционным воздействием. В числе прочих экспериментальных методов, тестируемых во всём мире для зарядки АКБ кардиостимуляторов и других устройств — использование света, энергии сердцебиений или движений тела.