Pokud je baterie kardiostimulátoru vybitá, je nutné ji vyměnit. Vědci nyní vyvinuli zařízení, které by jednoho dne mohlo učinit tento krok zbytečným. Stále je ale co zlepšovat.
Kardiostimulátory zajišťují, že srdce nevyjde z rytmu. Systémy však vyžadují napájení a nelze je jednoduše zapojit do elektrické zásuvky nebo nabíjet. Dosud museli lékaři vyměňovat baterie při operaci. Vědci to chtějí změnit: Vyvinuli baterii, která jako zdroj energie využívá kyslík z krve.
Testy na potkanech ukázaly, že nová baterie je biokompatibilní, což znamená, že nepoškozuje okolní organismus a po dvou týdnech dodává konstantní energii. Informuje o tom čínská skupina vedená Xizheng Liu z Technické univerzity v Tianjinu v odborném časopise „Chem“. Je však zapotřebí více výzkumu, než bude možné model použít také pro lidi.
„Pokud dokážeme využít nepřetržitý přísun kyslíku do těla, životnost baterie se tak nestane omezena omezujícími materiály v konvenčních bateriích,“ cituje Liu tiskovou zprávu specializovaného vydavatele. Nejdůležitější výzvou pro takovou baterii však je, že nepředstavuje nebezpečí pro tělo, píší autoři studie.
Pro zařízení použili zlato s malými póry a tělu bezpečný plast (PLCL), který obaluje baterii. Jak ukazují testy, baterie se zdá biokompatibilní i v případě, že se stane poškozena a do těla se dostanou komponenty jako pevné látky nebo jiné látky.
V komoře baterie se nachází anoda – jedna z elektrod – vyrobena z měděné pěny se slitinou sodíku, galia a cínu. Od anody k membráně Nafion se sodík a ionty pohybují tam a zpět jako aktivní složky během nakládání a vykládání. Ve druhé komoře s nanoporézním zlatem jako katodou je elektrolytem tělesná tekutina včetně krve a aktivní složkou kyslík. Kyslík se neustále doplňuje, takže teoreticky není potřeba měnit baterii.
Prototyp baterie kardiostimulátoru se slabinami
Liu a kolegové baterii testovali v laboratoři a v rámci proof of concept ji implantovali pod kůži krys na jejich zádech. Zvířata baterii tolerovala a hojení ran se jevilo normální. Ale zpočátku baterie neposkytovala konstantní napětí, takže proud neprocházel pravidelně malými drátky vyčnívajícími ze zad krysy.
„Ukázalo se, že potřebujeme dát ráně čas na zahojení, aby se krevní cévy kolem baterie mohly regenerovat a dodávat kyslík,“ vysvětluje Liu. To trvalo asi dva týdny.
Poté baterie poskytla napětí 1,3 V a trvalý proud. Ačkoli to pro provoz kardiostimulátoru ještě nestačí, vědci se stávají přesvědčeni, že mohou dosáhnout vyššího proudového výstupu pomocí jiných materiálů a vylepšeného designu.
Dokážou si představit i jiné aplikace baterie, například při léčbě rakoviny: „Protože nádorové buňky jsou citlivé na hladinu kyslíku, implantace této baterie spotřebovávající kyslík by mohla pomoci vyhladovět rakovinu,“ říká Liu.
Zdroj: spiegel, TowPoint
