호흡으로 충전되는 뇌자극기 개발

UConn 코네티컷 대학의 연구원들은 영구치를 제거하는 방법을 알아냈습니다.

뇌심부자극을 이용한 수술. 그들이 개발한 장치는 사람이 숨을 쉬면서 충전됩니다.

이식 가능한 심부 자극 장치과학자들은 전통적인 치료법이 실패했을 때 뇌의 기능이 파킨슨병과 같은 신경 및 정신 질환을 앓고 있는 많은 사람들을 도울 수 있다고 설명합니다. 그러나 기존 장치는 2~3년마다 작동해야 하는 주기적인 배터리 교체가 필요합니다.

배터리 대신 새 장치가전기를 흡입할 때 사용자의 가슴의 움직임. 사람이 숨을 들이쉬고 내쉴 때 흉곽은 마찰전기 나노발전기(triboelectric nanogenerator)라고 불리는 매우 작고 얇은 전기 발생기를 누르게 됩니다. 이 장치는 이 움직임을 정전기로 변환합니다.

문지르는 공기를 연상시키는 기술의 아이디어셔츠에 공을 올려 벽에 붙입니다. 벽과 풍선은 서로 다른 정전기 전하를 띠며 서로 달라붙습니다. 더 음의 물질의 전하가 더 많은 양의 물질에 달라붙고 마찰전기 나노발전기에서는 이것이 슈퍼커패시터를 충전하는 전류를 생성합니다. 후자는 의료 기기에 전력을 공급하고 뇌를 자극하기 위해 전기를 저장합니다.

실험 계획 및 장치 작동 원리. 이미지: Esraa Elsanadidy et al., Cell Reports Physical Science

과학자들은 자신의 장치를 삽입하여 장치를 테스트했습니다.나노발전기를 펌프에 연결된 동물 폐를 포함하는 돼지 모델로 변환 들숨과 날숨 동안 폐가 나노발전기를 눌러 나노발전기 내부의 두 층이 마찰을 일으켜 전기를 발생시킨다.

가느다란 전선을 통해 전기가 흐른다가슴 바깥쪽에 위치한 뇌심부 자극기 전자장치에 전력을 공급하는 슈퍼커패시터를 충전합니다. 테스트에 따르면 이러한 방식으로 수집된 전기는 현재 사용 중인 교체 가능한 배터리가 있는 장치에서와 같이 초당 60회의 펄스를 생성하기에 충분합니다.

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표지: 장치 작동 그림. 이미지: 유콘