一种新型有源光子无线系统为医疗植入物供电

在过去的几十年里，医疗技术在可植入设备的范围和效率方面取得了各种各样的进步。例如，医学研究的发展导致了电子植入物的出现，如心脏起搏器，bob88体育平台登录以调节心率;还有脑脊液分流控制脊髓液的流动大多数医疗设备，包括起搏器，都需要持续的能量来源来运作。当然，这也会带来一些限制:为植入物提供能量的电池的寿命是有限的。一旦电池电量耗尽，就没有其他选择，只能进行侵入性手术来更换电池，这带来了手术并发症的风险，如挫伤、感染和其他不良事件。

发表在PNAS在GIST的李宗镐教授的带领下，来自韩国的一个研究小组进行了更深入的研究，以找到解决方案:他们试图开发一种策略，在不进行侵入性手术或高风险的渗透操作的情况下，为设备内部电池充电。李教授解释说:“生物医学电子植入物的最大需求之一是提供可持续的电力可以延长健康寿命，无需更换电池手术。”尽管这是一个棘手的概念，但李教授认为答案在于活体组织的“半透明性”。

这可以用一个有趣的现象来解释。当你把你的手对着强光时，你可以看到当光穿过你的皮肤时，你的手的边缘会发光。李教授和他的团队从中获得灵感，开发了一种“有源光子功率转移”方法，可以在体内产生电能。这个新颖的系统由两部分组成:一个可附在皮肤上的微型led光源补丁——它可以产生穿透组织的光子——和一个集成到医疗植入物中的光伏设备——它可以捕获光子并产生电能。该系统提供了一种可持续的方式，为医疗植入装置提供足够的电力，以避免任何高风险的更换方法。李教授说:“目前，缺乏可靠的电源限制了植入设备的功能和性能。如果我们能在体内获得足够的电能，就可以开发出功能多样、性能优良的新型医用植入物。”

当科学家们在老鼠身上测试这种电力系统时，他们发现这种无线电力传输系统很容易使用，无论天气、衣服、室内或室外条件等。从源贴片发射的光子成功穿透小鼠的活体组织，并以无线和方便的方式为设备充电。“这些结果使得目前可用的植入物能够长期使用，此外还加速了新兴类型的电子植入物的出现，这些电子植入物需要更高的功率，以提供多样化、方便的诊断和治疗功能人类的身体，”李教授说。他对自己团队的努力感到满意，并已经期待着进一步推进他们的实验。他总结道:“我们的设备可能不适用于《钢铁侠》，但它可以为医疗植入提供足够的电力。”

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