تحت الجلد: علماء صينيون يصنعون شاحناً لاسلكياً يمكنه البقاء بأمان في جسم الإنسان

وفي الوقت نفسه، يمكن أن تسبب حزم الطاقة المتصلة بشواحن عبر الجلد التهابًا، وقد تحتاج تلك التي تعمل ببطاريات غير قابلة لإعادة الشحن إلى الاستبدال جراحيًا، مما قد يؤدي إلى مضاعفات، وفقًا للمجلة.

لسد هذه الفجوة، اقترح الباحثون نظام طاقة لاسلكي قابل للزرع يوفر “أداء تخزين عالي الطاقة وخصائص واجهة الأنسجة المفضلة” لأن تصميمه الناعم والمرن يسمح له بالتكيف مع شكل الأنسجة والأعضاء.

يتكون جهاز توصيل الطاقة اللاسلكي من ملف مغنيسيوم يقوم بشحن الجهاز عند وضع ملف نقل خارجي على الجلد فوق الزرعة.

تقوم المكثفات الفائقة بتخزين الطاقة على شكل طاقة كهربائية، على عكس البطاريات التي تخزنها على شكل طاقة كيميائية.

على الرغم من أن المكثفات الفائقة تخزن طاقة أقل لكل وحدة، إلا أنها تتمتع بكثافة طاقة عالية وبالتالي يمكنها تفريغ كمية كبيرة من الطاقة باستمرار، وفقًا للورقة البحثية.

يدمج نظام الطاقة النموذجي – الموجود داخل غرسة مرنة وقابلة للتحلل على شكل شريحة – جمع الطاقة وتخزينها في جهاز واحد.

يمكن أن تمر الطاقة عبر الدائرة مباشرة إلى جهاز إلكتروني حيوي متصل، وكذلك إلى المكثف الفائق حيث يتم تخزينها “لضمان خرج طاقة ثابت وموثوق” بمجرد اكتمال الشحن، وفقًا للورقة البحثية.

روبوت صغير صنعه أكاديميون في هونج كونج يقتل 99% من البكتيريا الموجودة في الأجهزة الطبية المزروعة

يعتبر الزنك والمغنيسيوم ضروريين لجسم الإنسان، وقد لاحظ الباحثون أن الكميات الموجودة في الجهاز أقل من مستويات الاستهلاك اليومي، مما يجعل الغرسات القابلة للذوبان متوافقة حيوياً.

يتم تغليف الجهاز بأكمله بالبوليمر والشمع، والذي يمكن أن ينحني ويلتوي اعتمادًا على بنية الأنسجة التي يتم وضعها فيها.

وأشار اختبار الجهاز على الفئران إلى أنه يمكن أن يعمل بفعالية لمدة تصل إلى 10 أيام ويذوب تماما في غضون شهرين.

يمكن أن يختلف طول الفترة الزمنية التي يمكن أن يعمل فيها الجهاز عن طريق تغيير سمك وكيمياء طبقة التغليف، وفقًا للوثيقة.

وقالت المجلة إن أنظمة توصيل الدواء يمكن دمجها في أنسجة وأعضاء مختلفة في الجسم و”تلعب دورًا حيويًا في توصيل الأدوية والعلاج الموضعي عند الطلب”.

02:03

يطبع النموذج الأولي للروبوت ثلاثي الأبعاد المواد الحيوية داخل جسم الإنسان، مما يقلل من المخاطر الجراحية

يطبع النموذج الأولي للروبوت ثلاثي الأبعاد المواد الحيوية داخل جسم الإنسان، مما يقلل من المخاطر الجراحية

ولإثبات وظيفة مصدر الطاقة، قام الباحثون بتوصيل المكثفات الفائقة المكدسة بملف استقبال وجهاز توصيل الدواء القابل للتحلل الحيوي وزرعوها في الفئران. لم يتم تغليف النموذج الأولي المزروع في جهاز واحد، بل كان يحتوي على أجزاء مغلفة بشكل منفصل ومجمعة.

وقال الباحثون إن مشكلة تشغيل الجهاز وإيقاف تشغيله لا تزال قائمة لأنه لا يتم إيقاف تشغيله إلا عند نفاد الطاقة، لكنهم قالوا إن التحكم في تشغيل الشحن يمكن أن يتحكم في مدة التشغيل وإيقاف التشغيل.

وفي الفئران التي تلقت الغرسة المفرغة، قال الباحثون إنه كان هناك أيضًا بعض الإطلاق السلبي للدواء، حيث انخفضت درجات الحرارة المسجلة في هذه المجموعة أيضًا مقارنة بالمجموعة الضابطة.

ومع ذلك، تنص الورقة على أن النموذج الأولي “يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في تقدم مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية الحيوية القابلة للزرع العابرة مع قدرتها على توفير حلول طاقة فعالة وموثوقة.”