Теперь исследователи разрабатывают технологию, позволяющую сделать эти устройства безбатарейными. Прогресс основан на пьезоэлектрической системе, которая преобразует энергию колебаний, создаваемую внутри грудной клетки при каждом ударе сердца, в электричество для питания кардиостимулятора. Видео, объясняющее технологию, находится здесь: http: // bit.ly / 1KFfe0V.
«По сути, мы создаем технологию, которая позволит кардиостимуляторам получать питание от самого сердца, которое они регулируют», – говорит М. Амин Карами, доктор философии, доцент кафедры машиностроения в Школе инженерии и прикладных наук Университета Буффало, который руководит исследованием.
Эта технология может устранить медицинские риски, затраты и неудобства, связанные с заменой батарей каждые 5–12 лет, для миллионов людей во всем мире. С самого начала Разработка кардиостимуляторов началась почти столетие. Вначале большинство усилий было сосредоточено на устройствах, которые пациенты носили бы вне своего тела. Хирурги впервые успешно имплантировали кардиостимулятор человеку в 1960 году в Буффало, штат Нью-Йорк.
Устройство, изобретенное выпускником UB Уилсоном Грейтбэтчем, позволило пациенту прожить еще 18 месяцев. (Примечание: пациенту из Швеции в 1958 г. был имплантирован кардиостимулятор, но через три часа устройство вышло из строя.)
Несмотря на то, что с 1960 года были достигнуты успехи – устройства стали меньше, батареи служат дольше, есть даже «умные» кардиостимуляторы, подключенные к компьютерам – базовая конструкция от Greatbatch остается прежней. Кардиостимуляторы размером с карманные часы имплантируются под кожу через разрез в груди. Провода, также называемые выводами, подключают устройство к сердцу и передают электрические сигналы, регулирующие деятельность сердца.
Новый беспроводной вариант не требует проводов, потому что он лежит внутри сердца. Это устраняет потенциальную точку отказа, но в устройстве по-прежнему используется батарея, которую необходимо заменять так же часто, как и батареи, которые используются в обычных кардиостимуляторах. Состояние постоянного движения
Идея кардиостимуляторов с питанием от сердца пришла к Карами после работы над докторской диссертацией по пьезоэлектрическим приложениям для беспилотных летательных аппаратов и мостов.
Он хотел применить эти знания к человеческому телу. Сердце было очевидным выбором из-за его относительной силы и постоянного движения. «Видеть сердце в движении – даже в анимации – вызывает благоговение», – говорит Карами. "Он значительно продвигается.
В свою очередь, это движение создает энергию, которую мы только сейчас выясняем, как собирать урожай."Карами не первый человек, у которого есть идея. Он нашел конструкции 1960-х годов, в которых. Но им не хватало научных знаний и современных технологий, доступных сегодня.
Первоначально он разработал плоскую пьезоэлектрическую конструкцию для обычного кардиостимулятора. Прототип генерировал достаточно энергии, чтобы поддерживать кардиостимулятор в диапазоне от 7 до 700 ударов в минуту.
Однако с разработкой беспроводных кардиостимуляторов он изменил конструкцию, чтобы приспособить к ней меньшее устройство в форме трубки. Карами, который уже разговаривает с производителями устройств, создает новый прототип и рассчитывает провести испытания на животных в течение двух лет.
Оттуда он должен быть готов к испытаниям на людях и, в конечном итоге, к одобрению U.S. Управление по контролю за продуктами и лекарствами.