شارژ ایمپلنت‌های پزشکی با قند خون

شارژ ایمپلنت‌های پزشکی می‌تواند کار مشکلی باشد در حالی که استفاده از منابع سوخت بدن می‌تواند به حفظ آن‌ها برای طولانی مدت کمک کند.

 ایمپلنت‌هایی مانند ضربان‌ساز‌ها ممکن است نیاز به چندین دهه کار در بدن داشته باشند، بنابراین نیاز به منابع ثابت برق دارند و کابل‌ها را نمی‌توان از روی پوست بیمار عبور داد. باتری‌ها ممکن است راه حل واضحی باشند، اما تعویض آن‌ها نیاز به جراحی دارد و حتی با وجود پیشرفت‌های جدید برای شارژ بی‌سیم باتری از خارج از بدن، این باتری‌ها هنوز حجم زیادی به دستگاه‌هایی که باید تا حد امکان کوچک و سبک باشند، اضافه می‌کنند.

به نقل از نیواطلس، در حالت ایده‌آل ایمپلنت‌ها باید مجهز به دستگاه‌هایی باشند که می‌توانند نیروی مورد نیاز خود را تولید کنند، پیل‌های سوختی گلوکز، که انرژی شیمیایی قند خون را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، دهه‌هاست که در حال توسعه هستند، اما هنوز چند مشکل وجود دارد.

اکنون، محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه فنی مونیخ دستگاه جدیدی ایجاد کرده‌اند که ممکن است راه حل‌هایی در بر داشته باشد.

این پیل سوختی جدید با ساختاری تقریباً مشابه سلول‌های سوختی موجود، از یک آند، یک الکترولیت و یک کاتد تشکیل شده است. الکترولیت پروتون‌ها را به سرعت دور می‌کند و آن‌ها با هوا ترکیب می‌شوند و به مولکول‌های بی‌ضرر آب تبدیل می‌شوند. در همین حال، الکترون‌ها در یک مدار جمع‌آوری می‌شوند و سپس می‌توان از آن‌ها برای تامین انرژی یک دستگاه کاشته شده در بدن استفاده کرد.

اغلب اوقات، الکترولیت‌های موجود در پیل‌های سوختی گلوکز، از پلیمر ساخته شده‌اند، اما محققان برای دستگاه خود از ماده جدیدی به نام "سریا" (ceria) استفاده کردند. سریا یک سرامیک قوی و پایدار است که پروتون‌ها را به خوبی هدایت می‌کند و برای انجام کاری مشابه در پیل‌های سوختی هیدروژنی استفاده شده است.

پیل‌هایی که در نهایت ساخته شدند، کوچک بودند و حدود ۳۰۰ میکرومتر عرض و فقط ۴۰۰ نانومتر ضخامت داشتند. برای آزمایش آنها، محققان ۱۵۰ عدد از پیل‌ها را روی ویفر‌های سیلیکونی (زیرلایه) قرار دادند، محلول گلوکز را روی آن‌ها ریخته و خروجی الکتریکی آن‌ها را اندازه گرفتند.

مواد سرامیکی علاوه بر خروجی بالایی که دارند، به ماندگاری بیشتر و مقاومت بهتر ایمپلنت‌ها در برابر دمای بالای استریل شدن قبل از کاشت کمک می‌کنند. محققان می‌گویند که این پیل‌های سوختی را می‌توان به‌صورت لایه‌های نازکی درآورد که به دور ایمپلنت‌ها می‌پیچد تا انرژی آن‌ها را تامین کند.

این تحقیق در مجله "Advanced Materials" منتشر شده است.

پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
اخبار پیشنهادی
تبادل نظر
نام:
ایمیل:
آدرس ایمیل خود را با فرمت مناسب وارد نمایید.
* نظر:
آخرین اخبار
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر