Massachusetts Amherst Üniversitesi mühendisleri, insan kalp hücreleriyle bütünleşerek mekanik hareketi elektriğe dönüştüren biyohibrit ağ geliştirdi. Üniversitenin 7 Ekim’de ayrıntılandırdığı çalışma, giyilebilir sağlık cihazları ve vücut içine yerleştirilen elektronikler için alternatif güç kaynaklarını araştırıyor. Ekip, laboratuvarda geleneksel merkezi yaklaşımlara göre yaklaşık on kat güç yoğunluğu bildirdi.
Sistem, ince polimer ağ üzerinde dağılan küçük piezoelektrik üreteçler kullanıyor. Bu üreteçler mekanik şekil değişimini elektrik yüküne çeviriyor. İnsan kalp hücreleri ağın içine ve çevresine doğru büyürken elektronik bileşenlerle birlikte hareket edebilen bir doku oluşturuyor.
Hücreler kasıldığında ağdaki üreteçler de şekil değiştiriyor. Böylece araştırmacılar tek bir büyük güç kaynağına bağlı kalmak yerine, dokunun farklı noktalarından enerji topluyor. Çalışmanın kıdemli yazarı Jun Yao, bu dağıtık yaklaşımın canlı dokunun işleyişinden esinlendiğini anlatıyor.
Üreteçlerde kurşun zirkonat titanat, kısa adıyla PZT, adlı piezoelektrik malzeme bulunuyor. Ekip bu malzemeyi ince şeritler hâlinde son derece esnek polimer platforma yerleştiriyor. Açık ağ biçimi, hücrelerin yalnızca yüzeye tutunması yerine elektroniklerin arasına doğru büyümesine alan bırakıyor.
Araştırma, henüz laboratuvarda yetiştirilen dokuyla sınırlı kalıyor
Burada önemli ayrım, enerji üreten deneysel ağ ile kullanıma hazır tıbbi cihaz arasında. Araştırmacılar bir hastaya yerleştirilmiş kalp pilini bu ağla çalıştırdıklarını bildirmiyor. Yao da çalışmanın şu aşamada yalnızca laboratuvarda bulunduğunu özellikle belirtiyor. Bu nedenle sonucu, tıbbi implantlarda pil değişimini bugün ortadan kaldıran bir ürün olarak değerlendirmemek gerekiyor.
Buna karşılık enerji kaynağını küçültmek somut bir mühendislik ihtiyacına karşılık geliyor. Piller cihazlarda yer kaplıyor ve zaman içinde enerji depolama kapasitelerinin sınırına ulaşıyor. Vücut içi elektroniklerde güç kaynağına erişmek de dışarıdaki bir akıllı saati şarja takmakla aynı işlem değil. Çalışma bu soruna hücre ölçeğinde bir yaklaşım öneriyor.
Ekibin açıkladığı yaklaşık on kat değer, belirli hacimdeki güç üretimini karşılaştırıyor. Bir cihazın on kat daha uzun çalıştığını ya da her kullanımda on kat fazla toplam enerji elde edeceğini göstermiyor. Ayrıca ince ağları üst üste yerleştirmek, araştırmacıların üretim kapasitesini artırmak için değerlendirdiği seçeneklerden biri.
Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmada canlı doku ve elektronik bileşenlerin yakın mekanik teması öne çıkıyor. Ancak uzun süreli dayanıklılık, vücut içi güvenlik ve gerçek cihazların sürekli güç ihtiyacını karşılama, klinik kullanımdan önce ayrıca yanıt gerektiren başlıklar olarak kalıyor.
Günün Öne Çıkan Fırsatları
REKLAM — Bu içerikte satış ortaklığı bağlantıları bulunmaktadır. Bu bağlantılar üzerinden yapılan alışverişlerden Teknoblog komisyon kazanabilir. Satış ortaklığı açıklaması
