Увеличивающиеся неврологические и сердечно-сосудистые заболевания становятся все более требовательными имплантируемыми медицинскими электронными устройствами, и их требования к производительности растут. Эти электронные устройства в основном включают: датчики внутрисердечного давления, кардиостимуляторы, Сердечные дефибрилляторы, глубокие мозговые / нервные стимуляторы и т. Д. Долгосрочная имплантация in vivo предъявляет высокие требования к объему, стабильности и биосовместимости имплантируемых медицинских устройств. Существующие блоки питания для имплантируемых медицинских электронных устройств В основном, это касается коммерческих перезаряжаемых и неперезаряжаемых батарей. Такие коммерческие батареи часто имеют проблемы, такие как тепловыделение, снижение производительности и внутренняя денатурация при фактическом использовании. Как только такие источники питания достигнут срока службы, пациент должен пройти вторую операцию по их удалению. При удалении in vivo этот процесс наложит большую нагрузку на психологию и экономику пациента. Поэтому необходимо разработать новый источник питания для питания имплантированного электронного устройства и обеспечить приемлемое решение для решения вышеуказанных проблем.
Имплантируемый фрикционный наномгенератор (iTENG) - это устройство преобразования энергии, имплантируемое в организм. Оно широко используется в обществе для его уникального рабочего режима (трибоэлектрическая и электростатическая индукция) и эффективной эффективности преобразования энергии. ITENG может использоваться для сбора. Различные формы биомеханической энергии могут быть эффективно преобразованы в электрическую энергию. Такая биомеханическая энергия может быть получена от сердечного ритма, дыхания, движения конечностей и пульса. Большое количество экспериментов доказало, что преобразованная электрическая энергия iTENG может быть успешно использована для кардиостимуляции, мониторинга состояния здоровья. И, наконец, в Китайской академии наук, Китайской академии наук, Пекинском институте исследований нанотехнологий и систем, Ван Чжунлине, исследователе Ли Чжоу и Пекинском университете аэронавтики и астронавтики профессоре Фань Юбо, д-р Цзян Вэнь, аспирант Ли Ху и Лю Zhuo и др. Разработали пять различных типов естественных биоабсорбируемых фрикционных наногенераторов (BN-TENG) с использованием пяти природных источников разлагаемых материалов (целлюлоза / хитин / шелк / рис / яйцо). Пять видов натуральных материалов были испытаны в комбинации, а электрический заказ был организован для разработки естественного разлагаемого BN-TE на будущее. NGs, а также структура и выбор материалов других устройств для сбора энергии обеспечивают базу исследований и данные.
Естественные биоразлагаемые BN-TENG, разработанные этой работой, обладают хорошей биосовместимостью, способностью к биологическому разложению и биоабсорбции. Кроме того, он обладает высокой биомеханической эффективностью преобразования энергии, BN-TENG могут быть реализованы в Работая правильно in vivo и in vitro и преобразуя биомеханическую энергию в электрическую, BN-TENG могут выводить до 55 В, ток до 0,6 мкА и плотность мощности до 21,6 мВт м-2. Используя различные методы упаковки, работа Достигнута контролируемая деградация BN-TENG in vivo и in vitro.
В то же время, исследователи разработали BN-TENGs в качестве источника напряжения для дисфункциональных клеток миокарда, успешно регулировать скорость бьющих кардиомиоцитов. После завершения запланированной задачи БН-TENGs имплантировали в SD крыс, BN-TENGs крыс SD может разлагаться и поглощаться рабочей брадикардией ритма сердца, сердечная аритмия и другие заболевания, предоставляют новые методы лечения. Кроме того, эта работа по развитию БНА-TENGs имеет большой потенциал в качестве источника питания вождения имплантируемых электронных медицинских устройств, После завершения поставленных задач он может быть деградирован и поглощен организмом, чтобы избежать вторичной хирургии.
Результаты исследований в полной мере биопоглощаемые Природные-Материалы на основе трибоэлектрического Наногенераторы была опубликована в последнем выпуске «современных материалов.»: О (Advanced Materials, DOI 10.1002 / adma.201801895) Эта работа была Министерство науки и национальных ключевых R & D программы (2016YFA0202702, 2016YFA0202703), национальный фонд естественных наук Китая (31571006, 81601629, 61501039), Пекин первоклассный талант (2015000021223ZK21), Пекин фонд естественных наук (2182091 и 2162017) и Департамент Центральной организации «лутше тысяч» и его инновационная команда Финансовая поддержка.
Рисунок: a) пять источников чистых природных материалов; (b) - (d) структурная схема BN-TENG и диаграмма структуры поверхности трения; (e) - (f) BN-TENG в качестве источника питания для электрической стимуляции кардиомиоцитов
