Yapay Pancreas Sistemlerindeki Güç Eleştirel Rolü

Yapay pankreasyon sistemleri, kapalı-loop insülin teslimat sistemleri olarak da bilinir, son on yılda diyabet yönetiminde en önemli gelişmelerden birini temsil eder. Bu cihazlar sürekli bir glikoz monitörü (CGM) ve otomatik olarak insülin teslimi bir pompa aracılığıyla algılamayı sağlar, sağlıklı bir pankreasyon fonksiyonunu taklit eder.Bu kapalı-loop operasyonu, sürekli olarak, güç tedariki ve pompa motorlarını çalıştırmaya ve pompa motorlarını çalıştırmaya ihtiyaç duyar, ancak aynı zamanda kablosuz iletişim kurmada ve kullanıcı arayüzüne de sahiptir.

Kapalı-Loop Cihazlarında Güç Tüketimi Gerçekliği

Modern yapay pankreasyon sistemleri genellikle veri iletimi sırasında 50 ila 200 mikro-motor ve pistonu bir bolus teslimatı sırasında, ortalama güç dahil olmak üzere, sabit bir süre içinde 50 ila 200 mikro kontrol veya bir akıllı telefonda çalıştırılabilir, hesaplama yükleri ile birlikte, birçok sistem, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte 30 cm'lik bir güç için yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte bulunan bir mikro-motor ve piston içerir.

Giysilenebilir Güç Depolama ve Nesile Yakınlık

Tıbbi giyilebilir nano-kateylerdeki geleneksel katı hücrelerin sınırlarının tanınması, araştırma ekipleri ve şirketler bir sonraki yapay pankreat cihazlarının gücünü sağlamak için çok paralel yollar takip ediyorlar. Aşağıdaki yenilikler şu anda gelişim veya ticarileşmenin en umut verici yollarını temsil ediyor.

Esnek İnce Film Bataryaları

Esnek ince film bataryaları, çelik tamir veya kapasite kaybı olmadan insan vücudunun sağlamlığını kullanarak üretilmektedir.Seksepli optik folyolar veya tekstiller gibi esnek yüzeylerde şarj edilebilir.The Lowdxs and Tekstils. unlike traditional shi cells, these pils can viraj, twist, and close to the curvature of the human body without delamination or fine elektrode movies replicaed.For an yapay camlı diskler için doğrudan şarj edilebilir bir pil veya kablo ile entegre edilebilir bir şekilde şarj edilebilir.

Vücut ve Ortamdan Enerji

Güç meydan okuması için en zarif çözümlerden biri, aşınmacı versquo'dan enerji toplamak; kendi vücut veya çevre ortamı, dış şarj ihtiyacını azaltmak veya ortadan kaldırmaktır. Çeşitli modalar aktif bir soruşturma altındadır:

Kinetic Energy Harvesting

Piezoelektrik ve elektromanyetik jeneratörler, organik bir pankreasyonda gömülü küçük cihazlar, bir kemer üzerinde enerji yakalayabilir, kol hareketleri veya hatta nefes alma. Kaliforniya Üniversitesi San Diego'dan araştırma, patlama gücü için esnek bir litrelik hasat makinesinin normal yürüyüşten 1 mW'ye kadar ürettiği esnek bir tonluk bir patlamanın (GTEN) olduğunu gösteriyor ki, CGM verici bir şekilde şarj edilebilir bir şekilde test edildi.

Termal Enerji Enerjinin Enerjisi

Termoelektrik jeneratörleri (TEGs) deri (~32–34°C) ve çevre havası gerilimi oluşturmak için ısıtılır.Insmu termoelektrikli malzemeler, bismuth telluride nanoteller ve organik polimerler gibi, 20&ndash’un gücü için kullanılabilir olan 20–50 μW/cm2. Tüm yapay bir pankreasyonları çalıştırmak için yeterince iyi değildir.

Bio yakıt Hücreleri

Daha fazla futuristik bir yaklaşım, fizyolojik kalp seviyelerinden elektrik üretmek için enzimler veya mikroorganizmalar kullanır, çünkü cihaz son zamanlarda tekrarlayıcı olmadan çalışır ve birkaç hafta içinde enzim stabilizasyonu içerir ve elektrot fikre sahiptir ve enerji çıktısı metabolik devlet ile ilgili olarak 1 mW /cm2 ile elde edilebilir.Çünkü, teknik farmakoloji alanından itibaren 30000'den fazla elektrik üretimine devam eden EBFC'ler, birkaç kez daha sabit bir şekilde sabitlenebilir ve birkaç güç ünitesini bir araya getirir.

Easy Version for Hand Daily Use

İndüktif kablosuz şarj akıllı telefonlarda standart hale geldi ve şimdi tıbbi giyilebilir cihazlar için adapte ediliyor. Yapay pankre cihazları için, kablosuz şarj her gün maruz kalma ihtiyacı ortadan kaldırır, enfeksiyon riskini azaltır ve su yalıtımını azaltır.Yeni rezonansa bağlı darbe sistemleri, daha yüksek frekanslarda (6.78 MHz) daha fazla şarj etmek için kullanıcının cihazını tamamen şarj etmesine izin verir.

Katı Devlet Pilleri: Yüksek Konstrinler ve Güvenlik

Katı devlet pilleri sıvı veya polimer jel elektrolit bir seramik veya sağlam polimer elektrolit ile değiştirir, en büyük avantaj, yüksek enerji yoğunluğu ve aparatlarının kullanımı için çok daha yüksek; potansiyel olarak 300–400 Wh/L 200– 250 Wh/L, geleneksel Li-ion için Wh/L, kullanılabilir tıbbi cihazlar için, en büyük avantaj sağlar: Katı elektrolitler gereksizdir ve sızdırılabilir ve ısıtılır, bazı tüketici elektroniklerini ortadan kaldırır.

Hastalar ve Klinik Sonuçlar için Tangible Faydaları

Bu güç yeniliklerinin her biri doğrudan diyabetli insanlar için kullanıcı deneyimini ve sağlık sonuçlarını geliştirir. En acil fayda, 03. Haftaya kadar, ortalama olarak şarj edilen cihazların yükünü azaltır[Döneticileri kontrol etmek için kullanılır.) Bu rahatlık, kullanıcıların pompalarını her 24 ila 72 saat boyunca şarj etmesi gerekir.

Ayrıca, esnek ve yüksek enerjili bataryalar rahatlık ve takdiri artırır. Daha ince, hafif bir yama, şişme veya aşırı ısıtma olmadan giyilebilir, özellikle de ergenler ve genç yetişkinler arasında. ”QUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇLAR:2.Sürücü güvenlik özellikleri[Dönemli) Katı devlet ve ince film kimyagerleri tarafından sağlanan, daha hafif bir yama, şişme veya aşırı ısıtma ile ilgili olabilir, özellikle de geleneksel lityum-iyon hücreleri ile ilgili olarak, kablosuz şarjlar ve kalıcı güvenlik sorunlarının ortadan kaldırılması ve kalıcı hale gelir.

Tip 1 diyabetli hastalar için, kesintisiz kontrol kesintiler olmadan, kullanıcıların şarj edilmesi ve böylece otomatik insülin teslimi için kısa mola vermeleri gerektiğini gösterebilmek için, sürekli kapalı-loop kontrolü kesintiler olmadan ortadan kaldırılabilir.Bu özellikle de uyku sırasında değerli olacaktır.

Kabul etme Yolunda Meydan Okumalar

Heyecan verici ilerlemeye rağmen, bu güç yenilikleri ticari yapay pankreat cihazlarında standart hale gelmeden önce birkaç engel aşılmalıdır.

  • [FONT:0]Manufacturing Scalability and Cost: Esnek piller ve sağlam devlet hücreleri, şu anda geleneksel Li-ion'dan daha pahalı olan yeni üretim hatları ve malzemelere ihtiyaç duyar.Bir tıbbi cihaz için, on dolar ekleyerek, batarya maliyetine on dolar ekleyecek önemli bir engeldir.
  • [FONT=0) Yaşam ve Yaşam süresi:[Dönetici:[Dönetici:0) Sürekli tıbbi cihazlar günlük aşınmaya ve yıpranma, ter, sıcaklık aşırılıkları ve zamanlayıcı etkiler dahil olmak üzere yırtılmalara dayanmalıdır.
  • [FONT:0)Yönerge Onay: [Dönergesel Onay: [Dönergeler: 0) Tıbbi cihazlar biyokopatlanabilirlik, güvenlik ve elektromanyetik uyumluluk için titiz test gerektirir (EMC) Termoelektrik veya pastazoelektrikli malzemeler kullanan enerji toplayıcıları için, yeni biyosöpilebilirlik verileri oluşturulmalıdır.
  • [[Kategori Kabul ve İntegra:[Dönetici: 0:0) Kullanıcının en iyi teknoloji bile kullanıcı satın alma ihtiyacı vardır. Bazı hastalar kablosuz bir cihaz şarj edilebilir (gerçekten) veya bir enerji toplayıcısı ile bir cihaz giyme konusunda tereddütlü olabilir veya kablosuz şarj pedleri ile ısıtılır.
  • [FONT:0)Environmental ve Disposal Tahminler: [Dönetici: 0: 1] Tüm pillerle birlikte, son derece yaşam tasarrufu endişe vericidir. İnce film bataryaları genellikle nadir veya toksik metaller kullanıyor, ancak birçok üretici yeniden kullanılabilir veya biyodüşük malzemelere doğru ilerliyor.

Ahead: The Next Generation of Power-Aware Closed-Loop Systems

Akıllı enerji kaynaklarının yörüngesi, birden fazla enerji kaynağını birleştiren ve tüketimi optimize eden akıllı sistemlere doğru gidiyor. Örneğin, gelecekteki yapay pankreler, temel güç için ince film birincil bataryasını, sağlam bir enerji şarjı için sağlam bir şekilde şarj edilebilir bir hücreye doğrultabilir ve mevcut enerjiyle uyum sağlamak için TENG veya TEG'ye ayarlayabilir.

Gelişen teknolojiler ayrıca gazete baskısı ve benzeri kayıt işlemlerinin yapıldığı gibi yüksek güç yoğunluğuna sahip yüksek çözünürlükte, [[Döncükler:2) yakın zamanda Stanford Üniversitesi'nde bulunan araştırmacılar, bir kan dökme işlemine benzer şekilde üretilebilecek şekilde, ancak bir güneş ışığının her ikisine de uygun olmayan bir biyolojik yakıt hücresini kullanan bir elektrik kaynağının (çok düşük güçlendirici bir şekilde) kullanılmasını talep edebilirler.

Birkaç başlangıç-up zaten esnek tıbbi bataryalar ticarileşiyor.(D)Enfucell[DÜT:1) kullanılabilir tıbbi yamalar takmak için kullanılan basılı esnek bataryalar ve [[Döneticiler[Döneticiler)[Döneticileri)[Dörtücük tıbbi cihazlar geliştirmektedir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Giyimli güç kaynaklarına yenilik sadece esnek ince film pilleri, enerji hasatları, kablosuz şarjlar ve sağlam devlet hücreleri, diyabetin bir sonraki dalgası için mümkün olan temelsel olanaklardır.Bu güç çözümleri sunmak ve yasal onay elde etmek için bireyleri gerçekten sürekli olarak, esnek insülin teslimiyet gibi teknolojilere izin verecektir. Sonuç, gelecekteki kalite ve sürekli olarak daha iyi bir gelişme olacaktır.