Ученые придумали, как заставить человеческое сердце давать ток. При помощи пьезоэлемента они намерены питать кардиостимуляторы и другие электронные имплантаты.

Изобретение американских ученых представляет собой гибкий механизм, который превращает энергию сокращающихся органов, например сердца, легких или диафрагмы, в электрическую энергию.

Устройство, описанное в журнале PNAS, выполнено на основе тонкой пленки цирконат-титаната свинца (PZT), покрытого биосовместимым пластиком.

Чтобы на основе пьезоэффекта сделать не просто генератор, а полноценный источник питания, в его конструкцию поместили выпрямитель тока и аккумулятор. Кроме того, чтобы проверить безопасность пластика для живых тканей, на его поверхности были выращены клетки гладких мышц крыс. После этого механическим способом была проверена гибкость устройства: пластик отлично выдержал 20 млн циклов сжатия-расширения.

Эксперименты показали, что при циклическом изгибе энергии, вырабатываемой устройством, вполне хватает для заряда аккумулятора напряжением 3,8 В.

Ученые уже испытали прибор, прикрепляя его к живым сердцам, диафрагмам и легких коров, овец и свиней путем наложения шва, и убедились, что он не ограничивает сокращение этих органов и дает необходимое напряжение. Эксперименты in vivo показали, что устройства вырабатывают достаточно энергии, чтобы заряжать электрокардиостимулятор.

Авторы изобретения даже рассчитали КПД подобных «электростанций» внутри человеческого тела, он составляет всего 2% — такова эффективность работы сегнетоэлектрика. Это означает, что на каждые 50 Ватт, затраченных сердцем на изгиб прибора, лишь 1 Ватт приходится на зарядку батареи.

Несмотря на то, что эксперименты на крупных животных оказались успешны, до клинических испытаний на людях пройдут еще годы. Ученые опасаются, что, несмотря на надежную защитную оболочку цирконат-титаната свинца, попадание вещества в организм может представлять опасность.

Использовать подобные системы в будущем можно будет не только для питания электрокардиостимуляторов, но и для многих типов вживляемых устройств: датчиков биения сердца, кардиовертеров-дефибрилляторов и нейростимуляторов, отмечает Газета.ру.