منوعات

يمكن للبطاريات المزروعة أن تعمل على أكسجين الجسم

من أجهزة تنظيم ضربات القلب إلى أجهزة التحفيز العصبي، تعتمد الأجهزة الطبية القابلة للزرع على البطاريات للحفاظ على معدل ضربات القلب وتخفيف الألم. لكن البطاريات تموت في النهاية وتتطلب عمليات جراحية جراحية لاستبدالها. ولمواجهة هذه التحديات، صمم باحثون صينيون بطارية قابلة للزرع تعمل باستخدام الأكسجين الموجود في الجسم. الدراسة نشرت في 27 مارس في المجلة كيمياءيُظهر في الفئران أن تصميم إثبات المفهوم يمكن أن يوفر طاقة مستقرة ومتوافقًا مع النظام البيولوجي.

يقول المؤلف المقابل شيزينغ ليو، المتخصص في مواد وأجهزة الطاقة في جامعة تيانجين للتكنولوجيا: “عندما تفكر في الأمر، فإن الأكسجين هو مصدر حياتنا”. “إذا تمكنا من الاستفادة من الإمداد المستمر بالأكسجين في الجسم، فلن يكون عمر البطارية محدودًا بالمواد المحدودة الموجودة في البطاريات التقليدية.”

لبناء بطارية آمنة وفعالة، صنع الباحثون أقطابها الكهربائية من سبيكة الصوديوم والذهب النانوية، وهي مادة تكون مسامها أصغر بآلاف المرات من عرض شعرة الإنسان. يُعرف الذهب بتوافقه مع الأنظمة الحية، كما أن الصوديوم عنصر أساسي وموجود في جسم الإنسان. تخضع الأقطاب الكهربائية لتفاعلات كيميائية مع الأكسجين الموجود في الجسم لإنتاج الكهرباء. ولحماية البطارية، قام الباحثون بتغليفها بغشاء بوليمر مسامي وناعم ومرن.

ثم قام الباحثون بزرع البطارية تحت الجلد على ظهور الفئران وقياس إنتاجها الكهربائي. وبعد أسبوعين، وجدوا أن البطارية يمكن أن تنتج جهدًا ثابتًا بين 1.3 فولت و1.4 فولت، مع كثافة طاقة قصوى تبلغ 2.6 ميكرووات/سم.2. وعلى الرغم من أن الطاقة غير كافية لتشغيل الأجهزة الطبية، إلا أن التصميم يوضح أنه من الممكن تسخير الأكسجين الموجود في الجسم لإنتاج الطاقة.

وقام الفريق أيضًا بتقييم التفاعلات الالتهابية والتغيرات الأيضية وتجديد الأنسجة حول البطارية. ولم تظهر الفئران أي التهاب واضح. تم استقلاب المنتجات الثانوية للتفاعلات الكيميائية للبطارية، بما في ذلك أيونات الصوديوم وأيونات الهيدروكسيد والمستويات المنخفضة من بيروكسيد الهيدروجين، بسهولة في الجسم ولم تؤثر على الكلى والكبد. وقد شفيت الفئران جيدًا بعد عملية الزرع، ونمو الشعر على ظهورها بالكامل مرة أخرى بعد أربعة أسابيع. ولدهشة الباحثين، تجددت الأوعية الدموية أيضًا حول البطارية.

يقول ليو: “لقد أثار اهتمامنا توليد الطاقة غير المستقر بعد عملية الزرع مباشرة”. “اتضح أننا بحاجة إلى إعطاء الجرح وقتًا للشفاء، حتى تتجدد الأوعية الدموية حول البطارية وتوفر الأكسجين، قبل أن تتمكن البطارية من توفير كهرباء مستقرة. هذه النتيجة مثيرة للدهشة ومثيرة للاهتمام لأنها تعني أن البطارية يمكن أن يساعد في مراقبة التئام الجروح.”

بعد ذلك، يخطط الفريق لزيادة توصيل الطاقة للبطارية من خلال استكشاف مواد أكثر كفاءة للأقطاب الكهربائية وتحسين هيكل البطارية وتصميمها. وأشار ليو أيضًا إلى أنه من السهل توسيع نطاق إنتاج البطارية، كما أن اختيار مواد فعالة من حيث التكلفة يمكن أن يؤدي إلى خفض السعر بشكل أكبر. يمكن أيضًا استخدام بطارية الفريق لأغراض أخرى غير تشغيل الأجهزة الطبية.

يقول ليو: “نظرًا لأن الخلايا السرطانية حساسة لمستويات الأكسجين، فإن زرع هذه البطارية المستهلكة للأكسجين حولها يمكن أن يساعد في تجويع السرطان. ومن الممكن أيضًا تحويل طاقة البطارية إلى حرارة لقتل الخلايا السرطانية”. “من مصدر الطاقة الجديد إلى العلاجات الحيوية المحتملة، فإن آفاق هذه البطارية مثيرة.”

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى