1925
Інженери виростили людську серцеву тканину на гнучкій сітці з мініатюрними електрогенераторами. Коли тканина почала самостійно скорочуватися, крихітні елементи перетворювали механічний рух на електричну напругу. Розробка може відкрити шлях до імплантів, яким для роботи не потрібна звичайна батарея.
Що вдалося встановити
Дослідження провели в Університеті Массачусетсу в Амгерсті за участю колег з інших установ. Результати опублікували в журналі Science Advances. Головною метою було продемонструвати, що живу тканину можна поєднати з матеріалом, який виробляє електричний сигнал під навантаженням.
Основою пристрою стала тонка полімерна сітка приблизно 7 на 8 міліметрів. Більшу частину її площі займали отвори, щоб клітини могли рости й утворювати зв’язки між собою. На вузьких стрічках розташували 64 п’єзоелектричні елементи з цирконат-титанату свинцю, відомого як PZT.
П’єзоелектричні матеріали здатні генерувати напругу, коли їх стискають, згинають або інакше деформують. Це не означає появи енергії з нічого: пристрій перетворює частину механічної енергії руху на електричну.
Чому це важливо
Науковці отримали клітини серцевого м’яза зі стовбурових клітин людини та заселили ними сітку. Згодом клітини сформували тканину, яка охопила тонкі елементи й почала скорочуватися з інтервалом приблизно дві-три секунди.
Початкова конструкція виробляла близько дев’яти мілівольтів за одне скорочення. Після зміни товщини п’єзоелектричних шарів і полімерного покриття дослідники оцінили напругу приблизно у 450–750 мілівольтів. При цьому скорочення клітин зберігалися.
Важливо, що напруга сама по собі ще не визначає, чи може такий пристрій живити медичний імплант. Для практичного застосування необхідно перевірити струм, стабільність потужності, довготривалу біосумісність і безпечність компонентів, зокрема матеріалів, які містять свинець.
Поки технологія залишається лабораторним прототипом. Але вона демонструє принцип, за якого природні рухи тканин можуть стати додатковим джерелом живлення для надмалих електронних систем у майбутньому.
