Opracowali innowacyjny rozrusznik serca. Zasila go energia słoneczna

Rozruszniki serca to małe urządzenia wykorzystujące impulsy elektryczne do korygowania nieprawidłowości w biciu serca, które są zasilane małymi bateriami. Większość użytkowników po okresie ok. 7 lat zmuszona jest więc ponownie udać się do szpitala na ich wymianę i chociaż rozruszniki umieszcza się w ciele w ramach krótkiego zabiegu w znieczuleniu miejscowym, może to powodować niepotrzebny dyskomfort i ryzyko.

Odpowiedzią na te problemy ma być nowatorski rozrusznik serca, inspirowany komórkami fotowoltaicznymi, który można wszczepić podczas minimalnie inwazyjnej operacji, wykorzystuje światło jako źródło energii i może zostać zastosowany do neuromodulacji i leczenia takich chorób, jak choroba Parkinsona.

Zespół badawczy kierowany przez prof. Bozhi Tiana przyznaje, że jest głęboko zainteresowany technologią ogniw słonecznych i sposobami, w jaki można je wykorzystać do stymulacji organizmu. Jak wyjaśniają, fotowoltaika ma tu wiele zalet, m.in. nie posiada ruchomych części ani przewodów, które mogłyby potencjalnie ulec uszkodzeniu i spowodować uszkodzenie wrażliwych tkanek organizmu, jak ludzkie serce.

Rozrusznik serca nie może jednak korzystać z tego samego układu ogniw słonecznych i zamiast próbować zebrać jak najwięcej energii, urządzenie ma świecić światłem w konkretne miejsce, aby je aktywować. To technika stosowana w terapii resynchronizującej serce, podczas której różne części serca są ponownie synchronizowane poprzez dostarczanie ładunków elektrycznych w precyzyjnie określonym czasie. Tradycyjnie osiągano to za pomocą przewodów, ale teraz zespół chce to zrobić za pomocą światła.

W tym celu naukowcy wykorzystali dwie warstwy krzemu typu P, które wytwarzają ładunek elektryczny, gdy świeci światło. Górna warstwa tego krzemu ma wiele otworów, które pomagają poprawić wydajność elektryczną ogniwa i skoncentrować ładunek elektryczny. Obie warstwy utworzyły elastyczną membranę o grubości jednego mikrometra (100 razy cieńszą od ludzkiego włosa) i wadze jednej pięćdziesiątej grama w porównaniu z konwencjonalnymi rozrusznikami ważącymi co najmniej pięć gramów.

Tak niewielki rozrusznik można zainstalować za pomocą maleńkiej rurki i światłowodu, maksymalnie ograniczając inwazyjność zabiegu. Co więcej, w obecnej wersji jest on... rozpuszczalny, tj. z biegiem czasu urządzenie rozpuszcza się w związek zwany kwasem krzemowym, który jest nietoksyczny i usuwany z organizmu. W przypadku dłuższych zastosowań badacze mogą zaprojektować urządzenia, które wytrzymają dłużej w organizmie. Warto jednak dodać, że urządzenie było dotychczas testowane wyłącznie na świniach i nie wiadomo jeszcze, kiedy naukowcy otrzymają zgodę na testy na ludziach.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!