طالبة روسية تقوم بتطوير مصدر طاقة "أبدي" لجهاز تنظيم ضربات القلب
قامت الطالبة في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا، إيكاترينا فاخنيتسكايا، بتطوير مصدر طاقة لا يتطلب الاستبدال بعد بضع سنوات ويستخدم في جهاز يضبط خفقان القلب.
وأفادت الخدمة الصحفية للمعهد بأن خلية الوقود الحيوي تستخدم الجلوكوز من جسم الإنسان كوقود.
وأشارت إلى أن طالبة الماجستير في كلية "كورشاتوف" للعلوم الطبيعية والبلازما والتقنيات النووية قامت بتطوير خلية وقود حيوي إنزيمية تستخدم في الأجهزة الطبية القابلة للزرع. ولا يتطلب النموذج المقترح الاستبدال السريع، خلافا لبطاريات الليثيوم الأيونية التي يجب استبدالها كل 5-10 سنوات".
وأوضح العلماء في الكلية أن خلية الوقود الحيوي الأنزيمية عبارة عن جهاز يحوّل الطاقة الكيميائية إلى الطاقة الكهربائية باستخدام المحفزات البيولوجية، ويتألف من المنحل بالكهرباء (الألكتروليت) والأنود والكاثود. وتنشأ الإلكترونات على الأنود في هذه الحالة بسبب أكسدة الجلوكوز الموجود في جسم الإنسان.
ويكمن مبدأ تشغيل الخلية في عملية أكسدة الوقود على الأنود وتحرير الإلكترونات والبروتونات. ثم تتسرب البروتونات عبر محلول الإلكتروليت إلى الكاثود، وتمر الإلكترونات بدائرة خارجية يتم تطبيق القوة الكهربائية عليها. وقالت فاخنيتسكايا: "يتم بعد ذلك نقل الإلكترونات إلى الكاثود، حيث تستخدم مع البروتونات الحرة لتحويل الأكسجين إلى الماء".
وحسب الطالبة فإن الوقود القائم على الجلوكوز سيسمح للعديد من المرضى الذين يستخدمون أجهزة ضبط نبضات القلب بالاستغناء عن عمليات استبدال البطارية، حيث يستخدم الجلوكوز من جسم الإنسان كوقود، ويتم الحفاظ على تركيزه ثابتا بسبب التوازن الحيوي. ويتم إدخال عنصر كهروكيميائي إلى الأوعية الدموية بطريقة طفيفة التوغل، من خلال ثقب في الوريد أو الشريان. وتدخل الدعامة في الوعاء، ويتم نفخها ببالون خاص عند وصولها مكانا معينا لها.
يذكر أن مشروع "تطوير خلية الوقود الحيوي الإنزيمية المدمجة في دعامة جراحة الأوعية الدموية" قد فاز بمسابقة "أومنيك" (الذكي)، وحصل على منحة قدرها 500 ألف روبل. في المستقبل القريب وتخطط فاخنيتسكايا لتجربتها في المختبر، أي في ظروف اصطناعية، خارج جسم الإنسان أو البيئة الطبيعية.
المصدر: تاس
