In den letzten Jahrzehnten hat die medizinische Technologie hat gesehen, verschiedene Fortschritte im Hinblick auf den Umfang und die Effizienz von implantierbaren Geräten. Zum Beispiel Entwicklungen in der medizinischen Forschung haben dazu geführt, die Entstehung von elektronischen Implantaten, wie Herzschrittmachern, regulieren die Herzfrequenz; und Gehirn-Rückenmark-shunts zum Steuern des Flusses der Rückenmarksflüssigkeit. Die meisten von diesen medizinischen Geräten, einschließlich Herzschrittmachern, erfordern eine ständige Quelle von Energie zu bedienen. Das führt natürlich zu einigen Einschränkungen: Batterien, die eine Energiequelle für die Implantate haben eine begrenzte Lebensdauer. Sobald die Batterie Strom bekommt, erschöpft, es gibt keine andere option, aber eine invasive Chirurgie, die Batterie zu ersetzen, das stellt ein Risiko von chirurgischen Komplikationen, wie Blutergüsse, Infektionen und andere unerwünschte Ereignisse.
In einer neuen Studie, veröffentlicht in PNAS, eine Forschungsgruppe aus Südkorea, unter der Leitung von Professor Jongho Lee bei GIST, tiefer gegraben, um eine Lösung zu finden: Sie versuchten, eine Strategie zu entwickeln, laden Sie die interne Batterie von Geräten, die ohne invasive Chirurgie oder riskant penetrative Verfahren. Prof Lee erklärt, „Eine der größten Anforderungen in der biomedizinischen elektronische Implantate bereitzustellen, die nachhaltige elektrische Leistung für längere gesunde Leben ohne Akku-Ersatz-Operationen.“ Dies ist zwar ein heikles Konzept, Prof Lee glaubt, dass die Antwort liegt in der ‚durchsichtigkeit‘ der lebenden Gewebe.
Dies kann erklärt werden durch ein Interessantes Phänomen. Wenn Sie halten Sie Ihre hand bis zu einem mächtigen Licht, können Sie sehen, dass die Kanten Ihrer hand zu glühen, als das Licht durch Ihre Haut. Inspiriert von dieser, Prof Lee und sein team entwickelten eine „aktive Photonische power transfer“ – Methode, die Erzeugung von elektrischer Energie in den Körper. Mit diesem neuartigen system Bestand aus zwei teilen: einem Haut-ansteckbares Mikro-LED-Quelle patch—generiert Photonen, würde dringen durch das Gewebe—und eine Photovoltaik-Gerät, integriert in ein medizinisches Implantat, die erfassen können, die Photonen und erzeugen elektrische Energie. Dieses system bietet eine nachhaltige Art und Weise der Bereitstellung der medizinischen Implantat-Gerät mit genug Leistung, um jede high-risk-Ersatz-Methoden. Prof Lee sagt, „Derzeit fehlen einer zuverlässigen Quelle von macht, die Grenzen der Funktionalität und Leistung von Implantat-Geräte. Wenn wir sicher genug elektrische Energie in unserem Körper, neue Arten von medizinischen Implantaten mit vielfältigen Funktionen und hoher Leistung entwickelt werden können.“