Elektromos áramot termel a szívdobogás

Ha valakinek veszélyesen lassú a szívműködése, vagy akár szívmegállás is bekövetkezhet, annak a mellkasába beültetnek egy szívet ingerlő elektromos eszközt, angol nevén pacemakert. Ez kevés áramot fogyaszt, de azért a benne lévő elemet időnként cserélni kell, kutatók most eredeti megoldást dolgoztak ki: maga a dobogó szív az elektromos áramforrás.

Az egészséges szív különleges sejtcsoportjából, a szinusz csomóból ritmusosan vezetődik szét a bioelektromos ingerület, amelynek hatására a szívizom sejtek összehúzódnak. Betegségek következtében az ütemes, elektromos tevékenység zavart szenved és ez sok panaszt okoz, sőt a beteg életét is fenyegetheti.

Ma már világszerte milliók élnek a mellkas bőre alá bevarrt pacemaker segítségével. Mint minden elektromossággal működő szerkezet, a benne lévő elemet cserélni kell, ami nem nagy műtét, de azért sebészeti beavatkozás. A szívet ingerlő eszköz minimális energiát, egy milliomod wattot igényel, de évek után mindig szükség van az új áramforrásra.

A műszeripar kutatói sokféleképp próbálták ezt a feladatot megoldani. Volt olyan elképzelés, hogy vércukorból állítsanak elő energiát, vagy a kar, láb mozgása pótolhatná a kimerülő elemet. Az eddigi próbálkozások azonban a gyakorlatban nem bizonyultak működőképesnek.

A vércukor fölhasználásához az anyagcserébe kellene beavatkozni, a végtagok izomzatának mozgásával előállított energia pedig úgy juthatna el a pacemaker eleméhez, ha a karból vagy a lábból mellkasba operált vezeték működne. Amin Karami és Daniel J. Inman most ismertetett módszere azt az energiát igyekszik fölhasználni, amit a szívműködés termel.

Az Applied Physics Letters legújabb számában közölt technika lényege, hogy a szívdobogás közben a mellkas alakváltozása olyan piezoelektromos réteget mozgat, amely ezt a mechanikus tevékenységet elektromos árammá alakítja. A módszer nyolcszor annyi áramot termel, mint amennyire a pacemaker működéséhez szükség van.

Modellkísérlet tanúsága szerint az áramot termelő szerkezet percenként 7-700 szívdobbanás között bármilyen ütem esetén megfelelő teljesítményt nyújtana. A kutatók most azon dolgoznak, hogy elkészítsék a készülék olyan változatát, amely nem csak a tervező asztalon működik, hanem élőlénybe is beoperálható.