Shkencëtarët kinezë krijojnë një karikues pa tel që mund të qëndrojë i sigurt në trupin e njeriut

Shkencëtarët kinezë kanë krijuar një pajisje të marrjes dhe ruajtjes së energjisë të biodegradueshme, me valë, e cila mund të fuqizojë implantet bioelektronike – siç janë sistemet e shpërndarjes së barnave plotësisht të biodegradueshme.
Sistemet bioelektronike të implantueshme, të tilla si sensorët e monitorimit dhe implantet e shpërndarjes së barnave, janë mënyra minimale invazive dhe të besueshme për të monitoruar dhe trajtuar me saktësi pacientët.

Megjithatë, sipas një punimi të botuar të enjten në revistën Science Advances të udhëhequr nga studiues nga Universiteti Lanzhou, zhvillimi i moduleve të energjisë për të drejtuar këto pajisje ka mbetur prapa krijimit të sensorëve dhe njësive të qarkut biokompatibël dhe të biodegradueshëm.

Megjithëse ka njësi të furnizimit me energji të biodegradueshme , ato shpesh mund të përdoren vetëm një herë dhe kanë prodhim të pamjaftueshëm të energjisë për aplikime biomjekësore, sipas letrës.
Ndërkohë, njësitë e furnizimit me energji elektrike të lidhura me karikuesit transdermalë mund të shkaktojnë inflamacion, dhe ato që ushqehen nga bateritë jo të rikarikueshme mund të kenë nevojë të zëvendësohen në mënyrë kirurgjikale, gjë që mund të shkaktojë komplikime, sipas gazetës.

Për të adresuar këtë boshllëk, studiuesit propozuan një sistem energjie të implantueshme pa tel me “performancë njëkohësisht të lartë të ruajtjes së energjisë dhe veti të favorizuara të ndërlidhjes së indeve”, pasi dizajni i tij i butë dhe fleksibël e lejon atë të përshtatet me formën e indeve dhe organeve.

Pajisja e furnizimit me energji me valë përbëhet nga një spirale magnezi, e cila e ngarkon pajisjen kur një spirale transmetuese e jashtme vendoset në majë të lëkurës mbi implant.

Fuqia e marrë nga spiralja e magnezit kalon nëpër një qark përpara se të hyjë në një modul të ruajtjes së energjisë, i përbërë nga superkondensatorë hibridë zink-jon .
Superkondensatorët e ruajnë energjinë si energji elektrike, në krahasim me bateritë që e ruajnë atë si energji kimike.

Ndërsa superkondensatorët ruajnë më pak energji për njësi, ata kanë densitet të lartë të fuqisë dhe për këtë arsye mund të shkarkojnë vazhdimisht një sasi të lartë energjie, sipas letrës.

Sistemi prototip i furnizimit me energji elektrike – i përfshirë në një implant fleksibël të biodegradueshëm të ngjashëm me çipin – integron grumbullimin e energjisë dhe ruajtjen e energjisë në një pajisje.

Fuqia mund të kalojë përmes qarkut drejtpërdrejt në një pajisje bioelektronike të bashkangjitur, si dhe në superkondensatorin ku ruhet “për të siguruar një prodhim konstant dhe të besueshëm të energjisë” pasi të përfundojë karikimi, sipas letrës.

Si zinku ashtu edhe magnezi janë thelbësorë për trupin e njeriut dhe studiuesit vërejnë se sasitë e përfshira në pajisje janë nën nivelet e marrjes ditore, duke i bërë implantet e tretshme të biokompatibël.

E gjithë pajisja është e kapsuluar në polimer dhe dyll, të cilët mund të përkulen dhe të përdredhohen sipas strukturës së indit në të cilin është vendosur.

Testet e pajisjes në minjtë treguan se mund të funksionojë në mënyrë efektive deri në 10 ditë dhe shpërndahet plotësisht brenda dy muajsh.

Sipas letrës, kohëzgjatja e funksionimit të pajisjes mund të ndryshohet duke ndryshuar trashësinë dhe përbërjen kimike të shtresës së kapsulimit.

Sistemet e shpërndarjes së barnave mund të integrohen në inde dhe organe të ndryshme në trup dhe “të luajnë një rol jetik në shpërndarjen dhe terapinë e lokalizuar të barnave sipas kërkesës”, tha gazeta.

Për të demonstruar funksionalitetin e furnizimit me energji, studiuesit lidhën superkondensatorë të grumbulluar me një spirale marrëse dhe një pajisje të shpërndarjes së ilaçeve të biodegradueshme dhe e implantuan atë te minjtë. Prototipi i implantuar nuk ishte i kapsuluar në një pajisje – ai kishte pjesë të kapsuluara veçmas të bashkuara së bashku.

Pajisja e shpërndarjes së ilaçit që përmban një ilaç anti-inflamator u implantua te minjtë me ethe të shkaktuar nga maja. Gjatë 12 orëve të monitorimit, temperaturat e grupit pa implante ishin dukshëm më të larta se ato me implant.
Studiuesit thanë se ekzistonte ende problemi i ndezjes dhe fikjes së pajisjes, pasi ajo ndaloi vetëm kur mbaroi fuqia – por ata thanë se ndezja e kontrolluar e karikimit mund të kontrollonte kohëzgjatjen e ndezjes-fikjes.

Në minjtë që iu dha implanti që nuk ishte i ngarkuar, studiuesit thanë se kishte edhe një lëshim pasiv të barit, pasi temperaturat e regjistruara në këtë grup ishin gjithashtu të reduktuara në krahasim me grupin e kontrollit.

Megjithatë, gazeta tha se prototipi “përfaqëson një hap të rëndësishëm përpara në avancimin e një game të gjerë pajisjesh bioelektronike të implantueshme kalimtare me potencialin e saj për të ofruar zgjidhje efektive dhe të besueshme të energjisë”.