Pacemaker: il cuore dovrebbe generare l'elettricità da solo

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Monaco di BavieraI pacemaker salvano vite. Il fermo degli orologi elettrici nel petto: se la batteria si esaurisce, è necessaria un'operazione. Questo potrebbe cambiare presto: i ricercatori vogliono utilizzare i movimenti del cuore per generare l'energia necessaria.

I mini generatori forniscono elettricità

La sfida particolare della nuova tecnologia: i mini-generatori necessari per questo devono generare abbastanza elettricità, ma non devono rendere più difficile il lavoro degli organi. A tal fine, il team guidato da John A. Rogers dell'Università dell'Illinois ha sviluppato tipi di apparecchiature completamente nuovi. Si basano su fili estremamente sottili fatti del cosiddetto titanato di zirconato di piombo (PZT), che ha speciali proprietà elettromagnetiche. Se i fili sono deformati, viene creata una tensione elettrica - questo effetto è chiamato piezoelettricità. I fili sono racchiusi in un materiale biocompatibile. Disposti uno accanto all'altro, lavorano insieme per generare energia.

Materiale ultra flessibile

Il posto migliore per i piccoli generatori di corrente: il cuore stesso: "È un luogo perfetto per generare energia meccanica perché è costantemente in movimento", spiega Rogers, capo dello studio. Per i loro esperimenti, i ricercatori hanno attaccato i mini-generatori piatti alla parete esterna del cuore. Inoltre, i movimenti di pompaggio del muscolo fanno sì che i fili PZT nei dispositivi vengano costantemente piegati e raddrizzati, generando così elettricità. "Per garantire che il lavoro del cuore non sia compromesso, i dispositivi utilizzati dovrebbero essere ultra flessibili", afferma il ricercatore.

In una prima fase, gli scienziati hanno applicato ai dispositivi in ​​laboratorio cellule muscolari cardiache viventi di ratti. In questo modo sono stati in grado di garantire che i fornitori di energia non emettessero sostanze tossiche. Hanno testato la resilienza dei dispositivi piegandoli 20 milioni di volte e riportandoli nella loro posizione originale.

Batterie cariche

Solo allora gli scienziati hanno impiantato i generatori di energia direttamente nei cuori, nei polmoni e nei diaframmi di maiali, pecore e mucche. In questo modo sono riusciti a generare energia sufficiente per alimentare un pacemaker.

Tuttavia, la questione non è completamente esente da rischi: "Sappiamo che i dispositivi funzionano, ma non abbiamo esperienza a lungo termine con loro", spiega Rogers. Non pensa che ci saranno problemi. Test corrispondenti dovrebbero comunque garantire questo. Un potenziale rischio sarebbe, ad esempio, che il rivestimento delle strutture piombo-zirconato-titanato potrebbe perdere. In tal caso, ci sarebbe un materiale velenoso sul cuore. (cfr)

Fonte: John A. Rogers,: raccolta e immagazzinamento di energia piezoelettrica conforme dai movimenti del cuore, del polmone e del diaframma

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