Logo
Cover

Биотех-компания Axorus и разработчик радиогальванических батарей Arkenlight объединились для совместного производства искусственных нервных клеток, работающих на алмазных бетагальванических элементах питания из ядерных отходов. Их цель — разработка медицинских имплантов с источником энергии, которого хватит на десятки лет.

Несколько лет назад ученые из Университета Бристоля (Великобритания) разработали метод использования радиоактивных отходов АЭС — в частности, углерода-14 и трития — для преобразования в алмазы, способные абсорбировать высокоэнергетические электроны, или бета-частицы, и превращать их в полезное электричество.

Такие бетагальванические батареи способны генерировать энергию долгое время: некоторые десятки лет, некоторые — тысячи, в зависимости от периода полураспада конкретных изотопов. И несмотря на то, что они изготовлены из ядерных отходов, они настолько безопасные, что их спокойно можно использовать рядом с телом человека или даже внутри него — излучение этого типа не проникает глубоко в ткани, а высокая твердость алмаза делает устройство практически неразрушимым.

Следует подчеркнуть, однако, что речь идет о крошечных количествах энергии, пишет New Atlas.

Недавно Arkenlight вместе с французской Axorus начала исследовать возможности применения бетагальванических батарей для питания искусственных нейронов, которые разрабатывает эта биотехнологическая компания. Нейроны предназначены для замещения поврежденных участков нервной системы. Их функции могут быть разными, например, получать сигналы от других нейронов и систем организма или посылать их по мере необходимости.

«Это КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), — говорится на сайте Axorus, — в 1000 раз более энергоэффективный и в 10 раз меньше, чем биологический нейрон. Благодаря чрезвычайно высокой чувствительности он идеально подходит для медицинских имплантов».

Сейчас компания занимается созданием искусственной сетчатки, состоящей из нескольких нейронов и фотодиодов, которые генерируют матрицу пикселей и посылают электрический сигнал в мозг через зрительный нерв. В светлое время суток сетчатка работает от света, но для того, чтобы пациент мог видеть и ночью, а также для вживления имплантов в кишечник, эндокринную или мочевую системы, Axorus ищет другие решения.

Крошечная, безопасная бетагальваническая батарейка, которой хватает на десятки лет, может стать отличным выбором для подобных устройств. Для этого обе компании и создали первый прототип: искусственный нейрон, работающий от радиогальванического генератора на тритии.

На фотографии видно, что батарея совсем не маленькая, но это пока — в будущем она должна уменьшится до размеров 4×4 мм, с толщиной не более 50 микрон. Инженеры ожидают, что она будет вырабатывать микроватты энергии в течение десятков лет.

Разработчики рассчитывают выйти с продуктом на рынок уже в 2024 году.

Известно, что электрическая стимуляция ускоряет заживление ран, однако сами по себе электрические приборы далеко не всегда можно имплантировать в мягкие ткани без вреда для организма. Ученые из США разработали вживляемое устройство в виде пластыря, которое не вызывает реакции иммунной системы.