科学家开发出可植入人体的无线充电器
科学家已经开发出一种可以安装在皮肤内部的无线充电设备。该产品在啮齿类动物身上进行了测试,显示出令人鼓舞的效果。如果在人类身上看到类似的成功,这将意味着医疗植入物可以摆脱笨重的电池和随之而来的线路。
由于大多数生物电子设备(包括传感器和药物输送系统)受到机载电池容量的限制,因此需要无线充电设备。
如果这些系统连接到外部电源,感染传播的风险就会大大增加。
因此,科学家们想出了开发这些柔性的皮下芯片的想法。根据发表在《科学进展》杂志上的一篇研究论文,这些芯片是可生物降解的,可以在手术过程中适应组织的形状。
《生活科学》援引兰州大学物理科学与技术学院电子学教授韦兰的话说:“我们的原型电源系统代表着在推进广泛的可生物降解植入式医疗设备方面迈出了重要的一步,它有可能提供有效可靠的能源解决方案。”
与化学储存能量的电池不同,这些超级电容器以电能的形式储存能量。
尽管与电池相比,每单位的能量更少,但它们具有高功率密度,允许大量的能量放电。
研究人员将这个原型整合到一个可生物降解的芯片状植入物中,无缝地集成了能量收集和存储。当植入物连接到医疗设备上时,通过电路将电源引导到电容器中,确保了稳定的电源供应。
在对大鼠的实验中,无线植入物的有效功能长达10天,并在两个月内完全溶解,证实了其生物降解性。
正如Lan所建议的那样,通过加强包裹系统的保护性聚合物和蜡层,可以延长耐久性。
尽管取得了这些有希望的成果,但在人体测试之前,该原型还面临着挑战。
在药物传递实验中,植入未充电的植入物的老鼠表现出一些被动的药物释放,该团队尚未建立一种打开或关闭设备的机制,因为它只有在耗尽电力时才会停止工作。
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未来的研究将需要解决有关设备尺寸的问题,并实现完全的生物降解性。
(各机构提供资料)
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