Разработан пьезоэлектрический генератор, превращающий сокращения сердца в электричество для кардиостимулятора

4 марта, 2019 Кардиология  Нет комментариев

СТИМУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ

Причины нарушения работы сердечных ритмов разные: старение; перенесенные инфекционные заболевания; образование рубцовой ткани из-за инфаркта миокарда; наследственные или врожденные пороки сердца. Электростимулятор сердца — специальный электронный прибор, который создает небольшие разряды, стимулируя работу сердечной мышцы. Используется аппарат при брадикардии, тахикардии, некоторых видах сердечной недостаточности. Обычный кардиостимулятор — генератор, работающий от литиевых батареек. От прибора через вены к сердцу проводятся специальные электроды, по которым поступают импульсы к сердечной мышце. Электростимулятор вшивается больному под кожу в области ключицы.

НЕДОСТАТКИ ОБЫЧНОГО КАРДИОСТИМУЛЯТОРА

Недостаток использования обычного кардиостимулятора — батарейки, которые поддерживают работу прибора, быстро изнашиваются. Источник питания необходимо менять с частотой раз в 7–8 лет. Электростимулятор недолговечен: подлежит замене уже через 10–12 лет после установки. Операция по замене или установке простая (длится всего 1–2 часа и проводится под местной анестезией), но нередки случаи осложнений после вмешательства: аритмия; инфекция; кровотечение; пневмоторакс; прокол легкого или артерии. Риск операции оправдан, но лишнего вмешательства в организм хотелось бы избежать.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯТОРА

Чтобы уменьшить количество оперативных вмешательств и продлить срок эксплуатации кардиостимуляторов, американскими медиками и инженерами разработан первый пьезоэлектрический генератор. Механизм позволит в недалеком будущем создать кардиостимулятор, которому не нужны батареи для подзарядки. Пьезоэлектрический генератор будет крепиться непосредственно к электростимулятору. Его задача — перерабатывать сердечные сокращения в электрические импульсы, подпитывая ими кардиостимулятор, благодаря чему замена аккумуляторов устройству не потребуется. Американские ученые пошли другим путем, предложив крепить пьезоэлектрическую полоску не в сердце, а возле кардиостимулятора, под кожей. Дополнительных электродов для передачи полученных зарядов не потребуется: импульсы и полученная энергия будут передаваться через один подключенный к сердцу электрод.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

Генератор представляет собой небольшую полосу, в сердцевине которой специальные прослойки из поливинилиденфторида и трифторэтилена, составляющие пористую и сплошную прокладки, скрепленные электродами из золота, один из которых покрыт полиимидом. Для более эффективного преобразования механической энергии от сокращения мышц сердца в электрическую, способную подпитывать кардиостимулятор, полоску помещают возле электрода электростимулятора так, чтобы два ее конца выступали. Во избежание контакта тканей с материалами полосы ее помещают в средину специальной гибкой трубочки, которая легко сжимается, позволяя механически воздействовать на генератор. Проведенные испытания продемонстрировали, что при воздействии на генератор 1 герц колебаний, что соответствует силе работы миокарда, генератор вырабатывает ток в 0,5 вольта, который равен силе тока в 43 наноампера. По заверениям ученых, силу тока легко увеличить — достаточно утяжелить выступающие концы полоски специальным грузом.

Читайте также