Новая батарея показала эффективность в лечении аритмий в экспериментах на животных
Учёные Оксфордского университета сделали значительный шаг в разработке миниатюрных мягких батарей для использования в различных биомедицинских приложениях, включая дефибрилляцию и стимуляцию сердечных тканей. Работа опубликована в журнале Nature Chemical Engineering.
Разработка устройств, размером меньше нескольких кубических миллиметров, требует столь же малых источников питания. Для минимально инвазивных биомедицинских устройств, взаимодействующих с биологическими тканями, эти источники питания должны быть изготовлены из мягких материалов.
В идеале они также должны обладать такими характеристиками, как высокая ёмкость, биосовместимость и биоразлагаемость, контролируемая активация и возможность дистанционного управления. На сегодняшний день не существует батареи, которая могла бы одновременно удовлетворять всем этим требованиям.
Исследователи с химического факультета и фармакологического факультета Оксфордского университета разработали миниатюрную мягкую литий-ионную батарею, изготовленную из биосовместимых капель гидрогеля.
Сборка с поддержкой поверхностно-активного вещества, — метод, о котором та же группа сообщила в прошлом году в журнале Nature, используется для соединения трёх микромасштабных фрагментов объёмом 10 нанолитров. Различные литий-ионные частицы, содержащиеся на каждом из двух концов, затем генерируют выходную энергию.
Наша капельная батарея активируется светом, перезаряжается и биоразлагаема после использования. На сегодняшний день это самая маленькая литий-ионная батарея на основе гидрогеля, обладающая превосходной плотностью энергии. Мы использовали капельную батарею для питания движения заряженных молекул между синтетическими клетками и для управления биением и дефибрилляцией сердец мышей. Благодаря включению магнитных частиц для управления движением батарея также может функционировать как мобильный носитель энергии.
Доктор Юцзя Чжан (кафедра химии Оксфордского университета), ведущий исследователь и доцент Федеральной политехнической школы Лозанны
Опытные испытания на сердце были проведены в лаборатории профессора Мин Лея из отделения фармакологии, старшего электрофизиолога по сердечным аритмиям. Он сказал: «Сердечная аритмия является основной причиной смерти во всём мире. Наше опытное применение на животных моделях демонстрирует новое направление беспроводных и биоразлагаемых устройств для лечения аритмий».
Click here to preview your posts with PRO themes ››
Исследователи подали заявку на патент через Oxford University Innovation. Они предполагают, что разработка, особенно актуальная для небольших роботов для биомедицинских задач, откроет новые возможности в различных областях, включая клиническую медицину.
