植入的碳纳米管从心跳中收集电能,用于医疗植入物
Arjang Ruhparwar1,2, Anja Osswald1, Heewoo Kim3
1Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, West-German Heart and Vascular Center Essen, University of Duisburg-Essen, Hufelandstraße 55, 45147, Essen, Germany.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 29, 2024
概括
一个新的Twistron能量电池收割机 (TECH) 将心跳转化为电能. 这项创新为可植入器件和心脏节拍提供了可持续的电源,提高了寿命并降低了故障风险.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 可靠的电源对植入式电子设备至关重要,影响寿命和故障率.
- 从生物机械运动中获取能量是人类体内自主动力的有希望的策略.
研究的目的:
- 推出一种新的Twistron能量电池收割机 (TECH),用于将心脏机械能量转化为电能.
- 评估TECH的性能和适用性,用于供电植入式设备和心脏节拍.
主要方法:
- 开发一种新能源收获器 (TECH),使用卷轴碳纳米管线.
- 在体外测试使用人工心跳系统来模拟心脏变形.
- 在猪模型的左心室表面进行体内植入,用于性能评估.
主要成果:
- 在实验室中,TECH在60次/分钟的速度下达到1.42W kg-1的最大峰值功率和0.39W kg-1的平均功率.
- 在猪模型中,通过心脏收缩证明了连续的电能产生.
- 生成的电能成功为直接的心脏节奏提供动力,通过电生理学测绘得到证实.
结论:
- 图斯顿能源电池收割机 (TECH) 有效地将心脏机械能量转化为可用的电能.
- 植入的TECH提供了可植入设备的可持续电源和心脏节拍的潜在方法.
- 改造的碳纳米管显示了从心脏运动中收获生物机械能量的前景.
