El aumento de las enfermedades neurológicas y cardiovasculares exige cada vez más dispositivos electrónicos médicos implantables, y sus requisitos de rendimiento están aumentando. Estos dispositivos electrónicos incluyen principalmente: sensores de presión intracardíaca, marcapasos cardíacos, Desfibriladores cardíacos, estimuladores cerebrales / neuronales profundos, etc. La implantación a largo plazo in vivo exige mucho volumen, estabilidad y biocompatibilidad de dispositivos médicos implantables. Fuentes de alimentación existentes para dispositivos electrónicos médicos implantables. Confíe principalmente en baterías recargables y no recargables comerciales. Tales baterías comerciales a menudo tienen problemas tales como generación de calor, reducción de capacidad y desnaturalización interna en el uso real. Una vez que tales fuentes de alimentación llegan al final de su vida útil, el paciente debe someterse a una segunda operación para eliminarlas. La eliminación in vivo, este proceso impondrá una gran carga a la psicología y economía del paciente. Por lo tanto, es urgente desarrollar una nueva fuente de alimentación para alimentar el dispositivo electrónico implantado, y proporcionar una solución factible para resolver los problemas anteriores.
Implantable fricción nano-generador (iTENG) puede ser implantado en el cuerpo como un dispositivo de conversión de energía, con su forma única de trabajar (electrificación de fricción y la inducción electrostática) y la eficiencia de conversión de energía eficaz de preocupación pública. ITENG ser utilizado para recoger diferentes formas de energía bio-mecánica, y la conversión eficiente de la energía eléctrica, la energía mecánica se pueden derivar de tales latido biológica, respiración, movimiento de las extremidades y el pulso, etc. un gran número de experimentos han demostrado conversión iTENG de energía eléctrica puede ser utilizado con éxito para la estimulación cardiaca, vigilancia de la salud e ingeniería de tejidos. recientemente, el académico extranjero de la Academia china de Ciencias, jefe científico de la Academia china de Ciencias Instituto de nana de la energía y Zhong Lin Wang, un investigador bajo la dirección del profesor Li Zhouji Universidad de Beijing de Aeronáutica y Astronáutica del ventilador Yubo Dr. Jiang Wen, Li Hu y Liu Ph.D. Pekín Zhuo cinco tipos de fuentes naturales tales como el uso de materiales degradables (celulosa / quitina / SF / m de papel / clara de huevo) el desarrollo de diferentes tipos de naturales bio-absorbible de fricción enteros nano-generadores (BN-Tengs). este trabajo Se probaron cinco tipos de materiales naturales en combinación, y el orden eléctrico se organizó para diseñar BN-TE degradable natural para el futuro. Los NG, así como la selección de estructura y material de otros dispositivos de recolección de energía, proporcionan la base y los datos de investigación.
El trabajo desarrollado completamente absorbible biológica natural BN-Tengs tiene buena biocompatibilidad, biodegradabilidad y biorreabsorbible ajustabilidad. Además, también tiene una alta eficiencia de conversión de energía bio-mecánica, puede ser implementado en un BN-Tengs in vivo y en el trabajo vitro, y la energía bio-mecánica en energía eléctrica de manera eficiente, tensión de salida máxima BN-Tengs hasta 55V, corriente de hasta 0,6 a, la densidad de potencia de hasta 21.6mW m-2. mediante el uso de diferentes métodos de envasado, este trabajo Se logró la degradación controlada de BN-TENG in vivo e in vitro.
Mientras tanto, los investigadores desarrollaron BN-Tengs como una fuente de tensión para las células del miocardio disfuncionales, ajustado con éxito la tasa de cardiomiocitos latiendo. Después de la terminación de la tarea programada BN-Tengs implanta en ratas SD, BN-Tengs ratas SD pueden ser degradados y absorbidos por la bradicardia ritmo cardíaco de trabajo, arritmias cardiacas y otras enfermedades proporcionar nuevos tratamientos. Además, este trabajo de desarrollo BN-Tengs tiene un gran potencial como fuente de energía de conducción electrónica de los dispositivos médicos implantables, Después de completar sus tareas establecidas, puede ser degradado y absorbido por el organismo para evitar una cirugía secundaria.
Los resultados de investigación a totalmente bioabsorbible Natural-Materiales-Based triboeléctrica Nanogeneradores fue publicado en el último número de "materiales avanzados.": en (Advanced Materials, DOI 10.1002 / adma.201801895) Este trabajo fue Ministerio de Ciencia y Programa nacional clave de I + D (2016YFA0202702, 2016YFA0202703), la Fundación nacional de Ciencias Naturales de China (31571006, 81601629, 61501039), Beijing talento de primera categoría (2015000021223ZK21), Fundación de Ciencias Naturales Pekín (2182091 y 2162017) y el Departamento de Organización central 's encima de mil' y su equipo innovador Apoyo financiero
La figura: (a) cinco tipos de material de fuente natural puro; (b) - (d) BN-TENG estructura y configuración diagrama esquemático de una capa de superficie de fricción; (e) - (f) BN-TENG la estimulación eléctrica de las células del miocardio como una fuente de alimentación
