Устройство беспроводного источника питания включает в себя магниевую катушку, которая заряжает устройство при помощи передающей катушки, размещенной на коже над имплантатом. Энергия, полученная от магниевой катушки, проходит через цепь и поступает в модуль накопления энергии. Модуль состоит из гибридных суперконденсаторов с ионами цинка, которые хранят энергию в виде электрической энергии вместо химической, как у обычных аккумуляторов.
Суперконденсаторы, хотя и хранят меньше энергии, обладают высокой плотностью мощности и поэтому могут непрерывно выдавать большое количество энергии.Прототип системы электропитания, содержащийся в гибком биоразлагаемом имплантате, похожем на чип, объединяет сбор и хранение энергии в одном устройстве. Энергия может проходить через схему непосредственно в подключенное биоэлектронное устройство, а также в суперконденсатор, где она хранится «чтобы обеспечить постоянную и надежную выходную мощность» после завершения зарядки.
И цинк, и магний необходимы человеческому организму. Исследователи отмечают, что их количество, содержащееся в устройстве, ниже уровня ежедневного потребления, что делает растворимые имплантаты биосовместимыми. Устройство заключено в полимер и воск, что позволяет ему гнуться и скручиваться в зависимости от структуры ткани, в которой оно находится.
Чтобы продемонстрировать функциональность источника питания, исследователи соединили сложенные суперконденсаторы с приемной катушкой и биоразлагаемым устройством доставки лекарств, после чего имплантировали его крысам с лихорадкой. В течение 12 часов температура у крыс из группы без имплантатов была значительно выше, чем в группе с имплантатом.
Испытания на крысах показали, что устройство может эффективно работать в течение 10 дней и полностью растворяется в течение двух месяцев. Продолжительность работы устройства можно изменить, варьируя толщину и химический состав защитного слоя, который контролирует его разложение.
Проблема включения и выключения устройства все еще существует, поскольку оно останавливается только при полном разряде аккумулятора. Однако исследователи утверждают, что контролируемый запуск процесса зарядки может регулировать продолжительность работы устройства. У крыс, которым был введен незаряженный имплантат, также отмечалось некоторое пассивное высвобождение лекарства, поскольку температура в этой группе была снижена по сравнению с контрольной группой.
Несмотря на это, системы доставки лекарств могут быть интегрированы в различные ткани и органы тела и играть важную роль в доставке лекарств, утверждают ученые.
Свежие комментарии