Χρησιμοποιώντας μία εφεύρεση που δημιούργησαν μηχανικοί στη Σχολή Μηχανικών του Dartmouth, η κινητική ενέργεια της καρδιάς μετατράπηκε σε ηλεκτρική ενέργεια που ενισχύει ένα ευρύ φάσμα επαναφορτιζόμενων συσκευών. Τα αποτελέσματα της τριετούς μελέτης η οποία ολοκληρώθηκε από τους μηχανικούς ερευνητές του Dartmouth μαζί με γιατρούς από το UT Health του Σαν Αντόνιο δημοσιεύθηκαν στο Advanced Material Technologies.

Εκατομμύρια ανθρώπων βασίζονται σε βηματοδότες, απινιδωτές και άλλες εμφυτεύσιμες συσκευές οι οποίες λειτουργούν με μπαταρίες που πρέπει να αλλάζονται κάθε πέντε με δέκα χρόνια. Αυτή η αντικατάσταση επιτάσσει χειρουργείο το οποίο μπορεί να είναι και δαπανηρό αλλά και να δημιουργήσει την πιθανότητα επιπλοκών και μολύνσεων.

«Δοκιμάζουμε να λύσουμε το πρόβλημα για κάθε εμφυτεύσιμη συσκευή», ανέφερε ο καθηγητής μηχανικής του Dartmouth, John X.J. Zhang. «Πώς δημιουργείται μία πηγή ενέργειας η οποία θα τροφοδοτεί τη συσκευή για όλη τη ζωή του ασθενούς χωρίς να χρειάζεται χειρουργείο αντικατάστασης μπαταριών;»

«Ίσως παίζει ρόλο το ότι η συσκευή δεν παρεμποδίζει τη λειτουργία του σώματος», προσθέτει ο Lin Dong, εκ των συγγραφέων της έρευνας. «Γνωρίζαμε ότι χρειαζόταν να είναι βιοσυμβατό, ελαφρύ και προσαρμόσιμο έτσι ώστε να ταιριάζει όχι μόνο στην σημερινή δομή του βηματοδότη αλλά να είναι επίσης επεκτάσιμο για μελλοντική πολυλειτουργικότητα».

Η ομάδα εργασίας πρότεινε να τροποποιηθούν οι βηματοδότες για να αντλούν κινητική ενέργεια από το κεντρικό καλώδιο το οποίο είναι ενωμένο με την καρδιά μετατρέποντας το σε δίοδο ηλεκτρισμού για να φορτίζει διαρκώς τις μπαταρίες. Το πρόσθετο υλικό είναι ενός τύπου λεπτή ταινία (PVDF) και όταν σχεδιάζεται με πορώδεις δομές – είτε μια σειρά από μικρές ακτίνες πόρπης είτε ένα εύκαμπτο πρόβολο – μπορεί να μετατρέψει ακόμη και μία μικρή μηχανική κίνηση σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ένα πρόσθετο πλεονέκτημα είναι πως οι ίδιες μονάδες θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες για να επιτρέψουν τη συλλογή δεδομένων για την παρακολούθηση ασθενών σε πραγματικό χρόνο.

«Συμπληρώσαμε τον πρώτο γύρο δοκιμών σε πειραματόζωα με εξαιρετικά αποτελέσματα τα οποία θα δημοσιευθούν σύντομα», ανέφερε ο Zhang ενώ αξίζει να σημειωθεί πως υπάρχει ήδη μεγάλο εκπεφρασμένο ενδιαφέρον από μεγάλες εταιρίες ιατρικής τεχνολογίας.