Il movimento del cuore è così potente che può ricaricare i dispositivi che salvano le nostre vite, secondo una nuova ricerca del Dartmouth College.

Utilizzando un'invenzione delle dimensioni di una monetina sviluppata dagli ingegneri della Thayer School of Engineering a Dartmouth, l'energia cinetica del cuore può essere convertita in elettricità per alimentare un'ampia gamma di dispositivi impiantabili, secondo lo studio finanziato dal National Institutes of Health.

Milioni di persone si affidano ai pacemaker, defibrillatori e altri dispositivi impiantabili salvavita alimentati da batterie che devono essere sostituite ogni 5-10 anni. Tali sostituzioni richiedono un intervento chirurgico che può essere costoso e creare la possibilità di complicazioni e infezioni.

"Stiamo cercando di risolvere l'ultimo problema per qualsiasi dispositivo biomedico impiantabile, " dice il professore di ingegneria di Dartmouth John X.J. Zhang, un ricercatore capo dello studio che il suo team ha completato insieme ai medici dell'Università del Texas a San Antonio. "Come si crea una fonte di energia efficace in modo che il dispositivo faccia il suo lavoro durante l'intera vita del paziente, senza la necessità di un intervento chirurgico per sostituire la batteria?"

"Di uguale importanza è che il dispositivo non interferisca con la funzione del corpo, " aggiunge Lin Dong, associato di ricerca di Dartmouth, primo autore sulla carta. "Sapevamo che doveva essere biocompatibile, leggero, flessibile, e basso profilo, quindi non solo si adatta all'attuale struttura del pacemaker, ma è anche scalabile per la futura multifunzionalità".

Il lavoro del team propone di modificare i pacemaker per sfruttare l'energia cinetica del cavo collegato al cuore, convertendolo in elettricità per caricare continuamente le batterie. Il materiale aggiunto è un tipo di film piezoelettrico polimerico sottile chiamato "PVDF" e, se progettato con strutture porose, una serie di piccole travi a fibbia o un cantilever flessibile, può convertire anche piccoli movimenti meccanici in elettricità. Un ulteriore vantaggio:gli stessi moduli potrebbero essere potenzialmente utilizzati come sensori per consentire la raccolta di dati per il monitoraggio in tempo reale dei pazienti.

I risultati dello studio triennale, completato dai ricercatori di ingegneria di Dartmouth insieme ai medici di UT Health San Antonio, sono stati appena pubblicati nella storia di copertina di Tecnologie avanzate dei materiali .

I due anni rimanenti di finanziamento NIH più il tempo per completare il processo preclinico e ottenere l'approvazione normativa mettono un pacemaker autocaricante a circa cinque anni dalla commercializzazione, secondo Zhang.

"Abbiamo completato il primo ciclo di studi sugli animali con ottimi risultati che saranno presto pubblicati, " dice Zhang. "C'è già molto interesse espresso da parte delle principali aziende di tecnologia medica, e Andrea Closson, uno degli autori dello studio che lavora con Lin Dong e un dottorato di ricerca in ingegneria. Studente del programma di innovazione a Dartmouth, sta imparando le competenze aziendali e di trasferimento tecnologico per essere una coorte nel portare avanti la fase imprenditoriale di questo sforzo."