Kalp sorunları yaşayan milyonlarca insan, yaşam umutlarını kalp pillerine bağlamışlardır. Geçtiğimiz yarım yüzyılda, online takip edilebilen kalp pili teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bununla birlikte, venöz sistemi geçerek miyokardiyal dokuya temas eden elektrotlara bağlanan bir ekstravasküler nabız üretecinin temel sistem örneklerinin gelişiminde eksiklikler vardır. Bütün bu kalp pili teknolojileri geleneksel batarya teknolojilerine bağlı olduğundan enfeksiyon, pnömotoraks, kalp pili uyuşmazlığı gibi sorunlar çıkabilir. Kalp pillerinin güç kaynaklarının ömürleri kısa olduğundan güç kaynağının sürekliliğini sağlamak için belirli periyotlarda operasyonlar geçirmeleri gereklidir. Bu operasyonları ortadan kaldırmak için yeni bir çalışma ortaya atıldı1.
Shanghai Jiao Tong Üniversitesi‘ndeki araştırmacıların yaptığı çalışmaya göre, kalp pilleri kendi kendilerini çalıştırabilecek. 4-6 Ağustos 2021’de düzenlenmiş olan AIP Publishing Horizons-Energy Storage and Conversion online konferansı sırasında Shanghai Jiao Tong Üniversitesi’nden Yi Zhiran, tokalı piezoelektrik enerji toplama mekanizmasının pilsiz kalp pili için kalpten kinetik enerjiyi toplamanın bir yöntemi üzerine araştırmalarını sundu.
Mevcut kalp pilleri, güç kaynağı olarak pilleri kullanır ve kalp ritmini düzenler. Yi ve çalışma arkadaşları pilsiz güç ve kurşunsuz piller üzerine yaptıkları çalışmalara yatırım yapmaktadır ancak bu çalışmadaki tek zorluk, kalbin kinetik enerjisini devre dışı bırakarak yeterli gücü elde etmektir.
Yi, ”Kalbin asıl gücü 0,5 Newton ise çıkış gücü yaklaşık olarak 192 μW olmalıdır. Bu nedenle, normal bir kalp pilinin çalışması için 10 μW çıkış gücü yeterli olacaktır.” diyor2. Bu enerji, kalp pilinin kapsüllü yapısının bükülmesi sonucu toplanır ve bükülmüş durumdaki piezoelektrik malzeme, enerjiyi açığa çıkarır.
Yi, “Bu kalp pillerini geleneksel kalp pillerinden ayıran en önemli özellik, güç kaynağının güç toplama yöntemidir. Hali hazırda kullanılan vücuda yerleştirilebilir biyomedikal cihazlar pille çalışmaktadır. Pilsiz kalp pili ise güç kaynağı olarak sürdürülebilir bir güç kaynağı yöntemi sağlayan vücuda yerleştirilebilir enerji toplama teknolojisi kullanır.” diyor.
Pilsiz kalp pillerinin deneme aşamasında olduğunu belirten Yi, vücut içindeki stabiliteyi uzun vadeli kılma, vücut içine yerleştirilme yöntemi ve sert kalp pili ile esnek enerji toplama ünitesi arasındaki entegrasyonu gibi bazı olumsuz koşulları düzeltmek için çalışmalarını sürdürdüklerini belirttiler.
Kaynaklar
- Yi, Z., Xie, F., Tian, Y., Li, N., Dong, X., Ma, Y., Huang, Y., Hu, Y., Xu, X., Qu, D., Lang, X., Xu, Z., Liu, J., Zhang, H., & Yang, B. (2020). A Battery- and Leadless Heart-Worn Pacemaker Strategy. Advanced Functional Materials, 30(25), 1–9. https://doi.org/10.1002/adfm.202000477
2. https://techxplore.com/news/2021-08-batteryless-pacemaker-heart-energy-power.html