Outro dia, um grupo de especialistas da China
publicou os resultados de seu trabalho sobre a criação de um gerador piezoelétrico para marcapasso. Os desenvolvedores já testaram o porco, que implantou um gerador desse tipo, previamente conectado a um marcapasso com as baterias removidas.
Estimulador - um dispositivo que fornece contração cardíaca em um determinado modo. Gera impulsos elétricos, que fazem com que o coração se contraia, já incapaz de trabalhar sem apoio.
Geralmente, estimulantes são implantados na cavidade torácica do paciente, e o gadget funciona a partir de baterias, que duram vários anos. Após o término da carga, o paciente deve ser submetido a uma operação, durante a qual a bateria ou todo o estimulador é trocado.
Agora, existem outros desenvolvimentos - por exemplo, marca-passos, que não precisam de baterias, eles recebem corrente de geradores. Um dos melhores geradores é o próprio coração, cujos músculos estão em constante movimento.
Cientistas chineses liderados por Hao Zhang, da Segunda Universidade Médica Militar da China, testaram com sucesso. Em seu curso, o gerador piezoelétrico implantado foi capaz de alimentar o marcapasso dentro de um organismo vivo. O gerador tem um tamanho de cerca de três centímetros.
A estrutura do dispositivo é feita de tereftalato de polietileno. A forma do estimulador, quando vista de lado, lembra a figura 8. O material do corpo é elástico, de modo que o gerador pode encolher e retornar à sua forma anterior. Em ambos os lados do sistema, os cientistas colocaram tiras piezoelétricas compostas, que consistem em compostos à base de chumbo. As tiras são cercadas por filmes de cromo e ouro, desempenhando o papel de eletrodos.
O princípio de operação do gerador é a geração de eletricidade durante a deformação. Na verdade, é assim que muitos geradores piezoelétricos trabalham. O desenvolvimento de cientistas chineses produz eletricidade durante a compressão e ao retornar ao normal.
Primeiro, os cientistas criaram um protótipo, depois um sistema que pode funcionar sem problemas no laboratório. O estágio final, que já foi mencionado acima, é a colocação do sistema dentro de um organismo vivo, neste caso, o porco.
O laboratório testou um protótipo muito simplificado, consistindo em um recipiente de água com um gerador dentro. Um pistão com uma ponta de polímero compressível pressiona o gerador. Todo esse sistema modela o tecido na superfície externa do coração.
Quando o sistema estava funcionando, os cientistas realizaram uma série de experimentos que mostraram que, se você adicionar outra camada piezoelétrica e conectá-las em um circuito paralelo, a potência aumentará mais de duas vezes, atingindo um indicador de 33 microwatts.
Nas experiências, decidiu-se usar um porco Yorkshire. Um gerador foi montado no coração do animal, conectando-o a um retificador de corrente. E então todo o sistema foi conectado a um marcapasso com a bateria removida. Durante a operação, o dispositivo é configurado em cerca de 80 cortes por minuto. O coração do porco trabalhava no mesmo ritmo, sustentado por um estimulante com uma corrente fornecida. Antes do experimento, a frequência de choque era de 60 a 70 por segundo.
Após o experimento, os cientistas verificaram as leituras do eletrocardiograma, o que nos permitiu falar sobre experiências bem-sucedidas.
A propósito, dispositivos desse tipo foram criados antes. Em 2014, um cientista chamado Tsurbushen
desenvolveu um marcapasso que trabalha com o princípio de uma fábrica de automóveis de relógios mecânicos comuns. O protótipo foi criado em poucas semanas e depois de verificar seu trabalho, descobriu-se que a ideia estava funcionando. Além disso, as contrações do músculo cardíaco também são uma ferramenta para gerar energia. O coração aciona o mecanismo do marcapasso, fazendo com que os elementos atuantes girem. A rotação, por sua vez, comprime a mola do mecanismo, que é reduzida para um determinado limite. Em seguida, a primavera se desenrola, fazendo um pequeno gerador de eletricidade funcionar.
Por sua vez, acumula-se na bateria e é usado para manter o sistema de marcapasso, o que leva à correção do ritmo de contração do músculo cardíaco.