Как подзарядить медицинские имплантаты при помощи ультразвука

Новая технология предусматривает использование вживляемого пьезоэлектрического генератора и внешнего источника ультразвуковых волн.

Медицина всё чаще полагается на имплантируемые электронные устройства, получающие питание от небольшой батарейки. Вживляемые чипы помогают справиться с хроническими болями, нарушениями сердечного ритма, нервными и мышечными расстройствами и другими недугами.

Но есть проблема: встроенный источник питания периодически нуждается в замене. Это обычно требует хирургического вмешательства, что, разумеется, ухудшает качество жизни пациента, создаёт риск попадания инфекции в организм и увеличивает стоимость лечения. Решение предложила группа учёных из Аризоны (США).
Новая технология предусматривает использование ультразвука. Метод не инвазивен, а потому не создаёт никаких неудобств для пациента. Вот как это работает.

Вместе с имплантатом в организм вживляется миниатюрный генератор электричества на основе пьезоэлектрического элемента, реагирующего на ультразвуковые волны. В качестве источника последних выступает специальный трансмиттер, который может получать питание от обыкновенной электрической розетки или внешнего аккумулятора. После установки передатчика в определённом положении по отношению к имплантату испускаемые ультразвуковые волны через ткани тела попадают на пьезоэлектрический генератор, заставляя его вырабатывать энергию для подзарядки батарейки.

Пациент может контролировать весь процесс при помощи специального портативного монитора. После завершения подзарядки имплантат выдаст соответствующий сигнал.

Исследователи уже испытали систему на свиньях, продемонстрировав безопасность ультразвукового воздействия на организм. Сила тока на глубине 1,5 см под кожей составила 500 мА, на глубине 5 см — 20 мА. Этого достаточно для подзарядки обычных медицинских батареек.

Технология может быть выведена на рынок в течение двух–пяти лет после необходимого тестирования и доработок.

Результаты исследования представлены на встрече Американского акустического общества в Сан-Франциско (Калифорния, США).