Биотопливный элемент для кардиостимулятора, который преобразует энергию от окисления глюкозы в электрическую, разработали в Физтех-школе природоподобных, плазменных и ядерных технологий им. Курчатова. При его применении будет не нужна повторная операция для замены литий-ионных батарей для сердечного имплантата, сообщает сайт вуза.
Ферментный биотопливный элемент представляет собой устройство, которое работает за счет преобразования химической энергии органических веществ в электрическую посредством электрохимической реакции. Он использует в качестве топлива глюкозу человеческого организма. «Биотопливный элемент состоит из электролита, анода и катода. Принцип работы элемента заключается в окислении топлива на аноде с высвобождением электронов и протонов. Затем протоны проникают через раствор электролита к катоду, а электроны проходят через внешнюю цепь, к которой приложена нагрузка. После чего электроны переносятся на катод, где они используются вместе со свободными протонами для восстановления кислорода до воды», — пояснила суть действия устройства Екатерина Вахницкая, магистрантка Физтех-школы природоподобных, плазменных и ядерных технологий им. Курчатова.
При создании этого устройства используется стент для установки в кровеносный сосуд с помощью ангиопластики (через прокол в вене или артерии). В нужном месте стент раздувается специальным баллоном. Использование биотопливного элемента позволяет избежать традиционных операций по замене аккумулятора, ведь глюкоза, которая является источником энергии, в организме поддерживается на постоянном уровне благодаря саморегуляции.
Ферментный биотопливный элемент подойдет пациентам, которые используют активные имплантаты, а также людям, страдающим сахарным диабетом — для питания биосенсоров и других датчиков. Екатерина Вахницкая считает, что подобное устройство может стать моделью для создания других биомедицинских устройств. После некоторого усовершенствования биотопливный элемент пройдет испытаниями в vitro ( вне организма). Проект победил на конкурсе «Умник» и был удостоен гранта в размере 500 тысяч рублей.
Над проблемой зарядки кардиостимуляторов без дополнительных операций работают ученые разных вузов. Так, в Уральском федеральноом университете совместно со специалистами Португальского университета Авейру разработали пленки из органического материала дифенилаланина, который в состоянии генерировать электроэнергию при механическом и тепловом воздействии.
