Пользователи кардиостимуляторов смогут обойтись без замены батареек, благодаря тому, что ученые смогли получить ток из глюкозы, содержащейся в крови.
Ученые НИЦ «Курчатовский институт» научились получать электрический ток из глюкозы, которая содержится в крови и других физиологических жидкостях. Об этом «Известиям» сообщил заместитель руководителя отдела биотехнологий и биоэнергетики комплекса НБИКС-технологий НИЦ «Курчатовский институт» Павел Готовцев .
- Электроэнергия генерируется за счет прямого химического преобразования. В кровоток внедряется биотопливный элемент. Это система с двумя электродами, на одном из них или на обоих расположены биокатализаторы. При этом на аноде происходит разложение органических соединений (в данном случае глюкозы), в результате чего образуются свободные электроны. Они по цепи движутся к катоду. А положительно заряженные атомы водорода через расположенную между электродами специальную мембрану (она проницаема практически только для них) направляются к катоду, где и получают утерянные электроны. Затем они вступают в реакцию с кислородом, образуя обычную воду, — пояснил Павел Готовцев.
Для отработки новой технологии ученые создали в лабораторных условиях модели фрагментов кровеносной системы. В них был внедрен небольшой (размером около 5 см) биотопливный элемент. При этом удалось получить электрический ток мощностью от 15 до 40 микроватт.
- Этого достаточно для работы современного кардиостимулятора, причем человек никакого дискомфорта ощущать не будет, — подчеркнул Павел Готовцев.
Вживляемые элементы создаются из биосовместимых материалов, чтобы минимизировать риски возможного отторжения. Предполагается, что пациенту будут делать одну операцию, после чего кардиостимулятор будет эксплуатироваться пожизненно, оставаясь в организме.
Сейчас ученые планируют тестировать новую технологию на животных. В случае успешного прохождения доклинических испытаний на ее внедрение в клиническую практику потребуется порядка 10 лет.