研究人員開發(fā)出一種微型裝置，可以集成到心臟起搏器中，從心臟中獲取能量，從而消除對電池的需求。

當移植到人體內的醫(yī)療設備沒有笨重的電池來衡量它們或使它們對用戶不友好時，這是有幫助的。這就是為什么研究人員正在尋找可用于為這些設備供電的自然能源。

來自達特茅斯Thayer工程學院和UT健康圣安東尼奧的合作者團隊是最新推出技術用于此目的的一項技術，它開發(fā)了一種可以將心臟的動能轉化為電能的硬幣發(fā)明，林說董，達特茅斯研究員，負責該項目。

“能量收集設備可以利用來自心臟的能量轉換成電能，這將用于為可植入的生物醫(yī)學設備充電，例如心臟起搏器，”她告訴設計新聞。

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避免額外的手術

實際上，數(shù)百萬人依賴于起搏器，除顫器和由電池供電的植入式設備，這些設備需要昂貴且可能引發(fā)疾病的手術，每5到10年更換一次。研究人員表示，達特茅斯團隊開發(fā)的設備可以幫助那些使用這些類型設備的人避免手術及其帶來的任何并發(fā)癥。

具體而言，該裝置應該集成到起搏器中，向裝置添加材料，使得附著在心臟上的引線的動能可以轉換成電能。添加的材料是一種薄的聚合物壓電PVDF，當設計有多孔結構時-甚至可以將小的機械運動轉換成電。

轉換動能

“[設計]采用由壓電材料制成的雙懸臂結構薄膜，有效地將動能轉換為電能，”ZiChen教授告訴“設計新聞”。“心臟的運動導致起搏器導線的運動，從而導致薄膜變形，然后通過壓電材料-多孔PVDF-TrFE薄膜將其轉換成電能。”

他說，這種能量收集設備具有生物相容性，并且與現(xiàn)有起搏器引線的植入方法兼容。Zi說，它也不需要額外的手術，對患者來說是安全的。

增加了好處

研究人員表示，該技術的另一個好處是，收集能量的相同模塊可能被用作傳感器，以便能夠實時監(jiān)測患者的數(shù)據(jù)。該團隊在“高級材料技術”雜志上發(fā)表了一篇關于他們工作的論文。

他們說，研究人員已經(jīng)在動物身上測試了這種裝置并取得了成功。他們擁有為期五年的美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)資助，直到2021年才開始使用該設備，旨在完成臨床前流程并獲得人體臨床試驗和最終商業(yè)化的監(jiān)管批準。

“接下來，在與人類進行臨床研究之前，將進行長期動物研究，該項目的首席研究員達特茅斯教授JohnXJZhang解釋說。“例如，允許動物在數(shù)周內進行正常的身體活動，以了解日常生活對設備穩(wěn)定性和能量儲存的影響。”

“剩下的兩年NIH資金的結果將完成所有的臨床前測試并為人體試驗鋪平道路，”他補充說。

ElizabethMontalbano是一位自由撰稿人，撰寫了20多年的技術和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專業(yè)記者生活和工作。在空閑時間，她喜歡沖浪，旅游，音樂，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個村莊。