利用心跳为电池充电

利用心跳为电池充电

达特茅斯学院的最新研究表明,心脏的运动是如此强大,以至于它可以给挽救我们生命的装置充电。

根据国家卫生研究院资助的一项研究,达特茅斯泰尔工程学院的工程师们发明了一种尺寸相当于一角的发明,心脏的动能可以转化为电能,为各种植入式装置提供动力。

数以百万计的人依赖于起搏器、除颤器和其他省电的植入式装置,这些装置由电池供电,每五到十年需要更换一次。这些替代品需要昂贵的手术,并可能导致并发症和感染。

“我们正试图解决任何植入式生物医学设备的最终问题,”达特茅斯工程教授约翰X.J.张说,他是这项研究的首席研究员,他的团队与圣安东尼奥德克萨斯大学的临床医生一起完成了这项研究。“如何创建一个有效的能源,使设备在患者的整个生命周期内都能正常工作,而无需手术来更换电池?”“

论文第一作者达特茅斯研究公司的林东(音译)补充说:“同样重要的是,这种装置不会干扰人体的功能。”“我们知道它必须具有生物相容性、重量轻、柔韧性和低姿态,因此它不仅适用于当前的起搏器结构,而且还可扩展到未来的多功能性。”

该小组的工作建议修改起搏器,利用连接心脏的导线的动能,将其转换成电能,持续给电池充电。添加的材料是一种被称为“pvdf”的聚合物压电薄膜,当设计成多孔结构时,它可以将微小的机械运动转化为电能,这种结构可以是一组小的带扣梁,也可以是一个灵活的悬臂梁。另一个好处是:相同的模块可能被用作传感器,以实现对患者的实时监控的数据收集。

达特茅斯的工程研究人员和圣安东尼奥大学的临床医生完成了这项为期三年的研究,研究结果刚刚发表在《先进材料技术》的封面故事中。

张说,美国国家卫生研究院剩余两年的资金加上完成临床前流程和获得监管批准的时间,使一个自充电起搏器的商业化大约还有五年的时间。

张说:“我们已经完成了第一轮动物研究,取得了很好的成果,很快就会发表。”“主要医疗技术公司已经表达了很多兴趣,该研究的作者之一、达特茅斯工程博士创新项目的学生Andrew Closson正在学习商业和技术转移技能,使其成为迈向创业阶段的一个群体。”为了这一努力。”

该研究的其他主要合作者包括达特茅斯工程学院(Dartmouth Engineering)薄结构力学专家紫晨(Zi Chen)教授和圣安东尼奥大学(Ut Health San Antonio)教授和临床心脏病学家马克费尔德曼(Marc Feldman)博士。

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