Çin alimləri insanın içində olarkən – dərisinin altında olarkən enerji qəbul edə və hətta saxlaya bilən bioloji parçalana bilən simsiz cihaz yaradıblar. O, bioelektron implantları, məsələn, tamamilə bioloji parçalana bilən dərman çatdırma sistemlərini gücləndirə bilər.
Bir qrup çinli alim tərəfindən yaradılmış enerji mənbəyi və enerji saxlama cihazı bioloji parçalana bilən və simsizdir. Foto: Lanzhou Universiteti
Monitorinq sensorları və dərman nəqli implantları kimi implantasiya edilə bilən bioelektron sistemlər xəstələri dəqiq izləmək və müalicə etmək üçün minimal invaziv və etibarlı üsullardır. Bununla belə, Lanzhou Universitetinin tədqiqatçılarının rəhbərlik etdiyi “Science Advances” jurnalında cümə axşamı dərc edilmiş bir məqaləyə görə, bu cihazları idarə etmək üçün güc modullarının inkişafı biouyğun və bioloji parçalana bilən sensorlar və dövrə bloklarının inkişafından geri qalır.
Bioloji parçalana bilən enerji təchizatı mövcud olsa da, onlar çox vaxt yalnız bir dəfə istifadə edilə bilər və biotibbi tətbiqlər üçün kifayət qədər güclü deyil. Bundan əlavə, transdermal şarj cihazlarına qoşulan enerji təchizatı iltihaba səbəb ola bilər və təkrar doldurulmayan batareyalarla işləyən enerji təchizatı cərrahi dəyişdirmə tələb edə bilər ki, bu da fəsadlara səbəb ola bilər.
Bu çatışmazlığı aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar “həm yüksək enerji saxlama səmərəliliyi, həm də əlverişli toxuma qarşılıqlı xüsusiyyətləri” olan simsiz implantasiya edilə bilən enerji sistemi təklif etdilər. Onun yumşaq və çevik dizaynı toxumaların və orqanların formasına uyğunlaşmağa imkan verir.
Simsiz enerji qurğusu implantın üzərindəki dəriyə xarici ötürücü bobin yerləşdirildikdə cihazı dolduran maqnezium sarğıdan ibarətdir. Eynilə smartfon üçün simsiz şarj kimi. Dərinin altındakı rulonun qəbul etdiyi enerji bir dövrədən keçir və sonra hibrid sink-ion superkapasitorlarından (ionistorlar) ibarət enerji saxlama moduluna daxil olur. Xüsusiyyətlərinə görə, ionistorlar bir kondansatör və kimyəvi cərəyan mənbəyi, məsələn, batareya arasında ara mövqe tuturlar. Superkondensatorlar litium batareyalara nisbətən vahid həcmdə daha az enerji saxlasalar da, yüksək güc sıxlığına malikdirlər və buna görə də ardıcıl olaraq böyük miqdarda enerji verə bilirlər.
Çevik, bioloji parçalana bilən çip kimi implanta daxil edilmiş prototip enerji təchizatı sistemi enerji qəbulunu və saxlanmasını bir cihazda birləşdirir. Enerji elektrik dövrəsi vasitəsilə birbaşa qoşulmuş bioelektronik cihaza, həmçinin doldurulma başa çatdıqdan sonra “bioelektronik cihazı enerji ilə təmin etmək üçün davamlı və sabit boşalma təmin etmək üçün” saxlanılan superkondensatora verilə bilər.
Sink və maqnezium insan orqanizmi üçün vacibdir və tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, cihazın tərkibindəki miqdarlar gündəlik qəbul edilən səviyyədən aşağıdır və həll olunan implantları biouyğun edir. Bütün cihaz, yerləşdirildiyi parçanın quruluşuna görə əyilə və deformasiyaya uğraya bilən bir polimer və mumla örtülmüşdür.
Qurğunun siçovullar üzərində sınaqları göstərdi ki, o, 10 günə qədər effektiv işləyə bilir və iki ay ərzində tamamilə həll olunur. Cihazın işləmə müddəti kapsullaşdırıcı təbəqənin qalınlığını və kimyəvi tərkibini dəyişdirərək dəyişdirilə bilər. Tədqiqatçılar enerji mənbəyinin funksionallığını nümayiş etdirmək üçün üst-üstə yığılmış superkapasitorları qəbuledici sarğıya və bioloji parçalana bilən dərman ötürmə qurğusuna birləşdirdilər və onları siçovullara implantasiya etdilər. İmplantasiya edilə bilən prototip tək bir cihaza daxil deyildi, lakin bir-birinə bağlanan ayrıca kapsullaşdırılmış hissələrdən ibarət idi. Maya qızdırması olan siçovullara tərkibində iltihab əleyhinə dərman olan dərman daşıyıcı qurğu implantasiya edilib. 12 saatlıq müşahidə dövründə implant olmayan qrupda temperatur implant qrupuna nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olmuşdur.Tədqiqatçılar qeyd ediblər ki, cihazın yandırılıb-söndürülməsi problemi hələ də qalmaqdadır, çünki o, yalnız şarj bitdikdən sonra fəaliyyətini dayandırır. Bununla belə, onların fikrincə, idarə olunan şarjın başlaması həm də yandırma və söndürmə müddətinə nəzarət edə bilər. Tədqiqatçıların fikrincə, implantı şarj etmədən qəbul edən siçovullar da bəzi passiv dərmanlar buraxıblar, çünki bu qrupda qeydə alınan temperatur da nəzarət qrupu ilə müqayisədə aşağı düşüb.
Bununla belə, məqalədə qeyd edilir ki, prototip “səmərəli və etibarlı enerji həlləri təqdim etməyə qadir olan implantasiya edilə bilən keçici bioelektronik cihazların geniş spektrinin inkişafında irəliyə doğru mühüm addımı təmsil edir”.
