Kardiostimulátor bez baterie

Srdce, ilustrační foto

Kardiostimulátory už brzy nebudou potřebovat baterie. Energii jim totiž budou dodávat vibrace samotného srdce. Vybitá baterie proto už nebude důvodem reoperace.

U většiny elektrických přístrojů nám výměna baterií nečiní problémy, u kardiostimulátorů je to jiné. Kvůli výměně baterie dnes musí pacient podstoupit chirurgický zákrok. Ten je sice nutný pouze jednou za 5 až 10 let, ale to přesto znamená významný zásah do pacientova těla.

Vědci z Michiganské univerzity přišli na způsob, jak tento přístroj zásobovat elektrickou energií přímo z energie, která neustále probíhá pacientovým tělem. Do těla chtějí přidat malý sběrač mechanické vibrační energie, tzv. harvester. Ten bude napájen ozvěnami srdeční činnosti, které rezonují v okolí povrchu hrudního koše. Cítíme je i my sami, když přiložíme ruku na hruď v místě nejbližším srdci. Tyto vibrace jsou sice velmi slabé, ale kardiostimulátor nebo malý integrovaný defibrilátor pro svoji činnost nepotřebují příliš velké množství energie. Jejich cílem je v pravý čas srdečnímu svalu periodicky dodávat nepatrné elektrické řídící signály.

Srdce (zatím) v počítači

Výzkumníci sice zatím ještě nepostavili funkční prototyp sběrače energie, ale celou koncepci si ověřili na počítačové simulaci. Jádrem modelu energetického sběrače je velmi tenký plátek vyrobený z keramického piezoelektrického materiálu, který je tenčí než setina centimetru. Jeho úkolem je převzít probíhající vibrace. Plátek při tomto silovém působení periodicky mění tvar a vlastnosti tohoto materiálu v něm zároveň vybudí slabé elektrické napětí.

Inženýři tuto základní součástku také doplnili o soustavu magnetů, které můžou výkon generátoru ještě zvýšit. Vypočítaný výkon sběrače činí kolem 10 microwattů, a to je zhruba 8x více, než je pro funkci kardiostimulátoru potřeba. Tímto způsobem poháněný kardiostimulátor bude schopen pracovat v rozmezí 7 až 700 pulsů za minutu, a to je pro normální rozsah biologických srdečních rytmů víc než dostačující.

Původně výzkumníci chtěli energetický sběrač vyvinout pro malá a lehká bezpilotní letadla. Zde by čerpal energii z mechanických vibrací křídel.

Zdroj: Physorg.com