Биотопливный элемент в просвете искусственного сосуда. Фото: МФТИ
Биотопливный элемент был представлен на днях в Физтех-школе природоподобных, плазменных и ядерных технологий имени И.В. Курчатова. Специалисты утверждают, что в будущем, после клинических испытаний, он может с успехом заменить привычные всем литий-ионные батареи для электрокардиостимуляторов. В отличие от последних его не понадобится менять через каждые 5-10 лет, что бывает критически опасно для людей пожилого возраста: теоретически он должен работать вечно.
Напомним, что собой представляет процедура установки и замены традиционных имплантатов на литий-ионных батарейках. Врач делает небольшой разрез на грудной клетке и вводит электроды через вены в сердце. Затем кардиостимулятор устанавливается под кожу над грудиной и соединяется с электродами. После операции пациенту рекомендуется оставаться в стационаре еще несколько дней для наблюдения за состоянием здоровья.
Предложенная сотрудниками МФТИ альтернатива литий-ионным батареям – электрохимический элемент, который вставляется в сосуд малоинвазивным способом. Инсталляция происходит путем ангиопластики, то есть не через разрез, а через прокол в вене или артерии. Получается, стент (цилиндрическая капсула с биобатарейкой) вводится в сосуд без серьезного хирургического вмешательства. К тому же он не потребует периодической замены, поскольку топливом будет служить собственный фермент пациента – глюкоза.
Автор проекта Екатерина Вахницкая за работой в лаборатории. Фото: МФТИ
По сути биотопливный элемент – это устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую при помощи биокатализаторов. Механизм работает за счет окисления глюкозы, концентрация которой в организме постоянна за счет его гомеостаза – саморегуляции.
– Наш биотопливный элемент преобразует химическую энергию органических веществ в электрическую посредством электрохимической реакции, – поясняет автор работы Екатерина Вахницкая. – Он состоит из электролита, анода и катода. Принцип работы элемента заключается в окислении топлива (глюкозы) на аноде с высвобождением электронов и протонов.
