Yapay Pancreas Sistemlerindeki Güç Eleştirel Rolü

Yapay pankreasyon sistemleri, kapalı-loop insülin teslim sistemleri olarak da bilinir, son on yılda diyabet yönetimindeki en önemli gelişmelerden birini temsil eder. Bu cihazlar sürekli bir glikoz monitörü (CGM) ve otomatik olarak insülin teslimi bir pompa aracılığıyla algılamaya ve kullanıcı arayüzüne göre daha küçük bir kesintiye uğratabilir, bu yüksek çözünürlükte bir kesintiye yol açabilir ve yüksek çözünürlükte bir şekilde kontrole ve pompa motorlarını çalıştırın.

Kapalı-Loop Cihazlarında Güç Tüketimi Gerçekliği

Modern yapay pankreasyon sistemleri genellikle birkaç alt sistemi birleştirir, her biri kendi güç profili ile. CGM bileşeni, elektrokimyasal sensör, verici ve anten dahil olmak üzere, sabit bir süre içinde 50 ila 200 mikro kontrol veya bir akıllı durumda, sabit bir şekilde şarj edilebilir maksimum süre boyunca, sabit bir depolama faktörü ile birlikte, birçok sistem, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte 30 ila 200 mil daha yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, sabit bir enerji tasarrufu sağlar.

Giysilenebilir Güç Depolama ve Nesile Yakın

Tıbbi giyilebilir nano-kateyler, araştırma ekipleri ve şirketlerdeki geleneksel katı lityum-iyon hücrelerinin sınırlamalarını tanımak, bir sonraki yapay pankreat cihazlarının gücünü sağlamak için çok paralel yollar takip ediyor. Aşağıdaki yenilikler şu anda gelişim veya ticarileşme altında en umut verici rotaları temsil ediyor.

Esnek İnce Film Bataryaları

Esnek ince film bataryaları, çelik tamir veya kapasite kaybı olmadan insan vücudunun sağlamlığını kullanarak üretilmektedir.Seksepli folyolar veya tekstiller gibi esnek yüzeylerde şarj edilebilir. geleneksel hipo hücrelerden farklı olarak, bu bataryalar 200 Wh /L'ye kadar uzanan ve uzun süre boyunca esneklik sağlayan yüzeysel yüzeylere sahiptir.

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 altında:

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, süper kapasiteye sahip olan bir jzoelektrik hasatçının normal yürüyüşten 1 mWops &mdash'e kadar ürettiği esnek bir şekilde ortaya koyar; CGM verici bir şekilde üretilen bir sinyale sahip olabilir, ancak tüm sistem için hala yetersizdir.

Termal Enerji Enerjinin Yeniden Üretilmesi

Termoelektrik jeneratörleri (TEGs) deri (~32–34°C) ve çevre havası gerilimi oluşturmak için ısıtılır.Politikadaki tüm organik polimerler, batarya gücü, genişletilmiş TEG'lerin MIT'deki güç kesintilerine kadar sürelerini artırır; PPW/cm2. Tüm yapay bir pankreasyonları çalıştırmak için yeterince iyi bir şekilde optimize etmek için yeterli 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 çalışabilir. Pratik zorluklar enzim stabilizasyonu ve haftalar boyunca enzim stabilizasyonu içerir ve elektrik üretimi ile ilgili olarak metabolik durum ile ilgili olarak kullanılabilir.En son çalışma, teknik farmakülatif enerji verimliliğine sahip değildir.

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 geçirmez sistemler daha yüksek frekanslarda (WPT) şarj edilebilir, böylece cihaz her gün 30 ila 60 dakika boyunca bir ped üzerinde yeniden şarj edilemememememe ihtiyacı var.

Katı Devlet Pilleri: Yüksek Konstrinler ve İç Güvenlik

Katı devlet pilleri sıvı veya polimer jel elektrolitini bir seramik veya sağlam polimer elektrolit ile değiştirir, en büyük avantaj, yüksek enerji yoğunluk ve mevcudiyeti için lityum metal anodlarının kullanılmasıdır; potansiyel olarak 300–400 Wh/L 200– 200-günlük çelikler için 200-günlük bir şekilde üretilen yüksek çözünürlükte 200-enerjiye karşı; yüksek çözünürlükte ikiyüzlülük, yüksek çözünürlükte ise, daha küçük bir tüketici elektroniklerini ortadan kaldırmak için.

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 bunu 7–14 gün veya daha fazlası, günlük şarj rutinlerinin yükünü dramatik bir şekilde azaltır.Bu rahatlık, kullanıcıların pompalarını her 24 ila 72 saat içinde şarj etmesini gerektirir.

Ayrıca, yüksek enerjili bataryalar rahatlık ve takdiri artırır. Daha ince, hafif bir yama, şişme veya aşırı dayanıklılık olmadan giyilebilir, özellikle de ergenler ve genç yetişkinler arasında. ”Uygun güvenlik özellikleri) Katı devlet ve ince film kimyagerleri, batarya başarısızlığı riskini azaltır, şişme veya aşırı ısıtmak, özellikle de geleneksel lityum-iyon hücreleri ile ilgili olarak, kablosuz şarjlar ve kalıcı olmayan hücreler ile ilgili olarak, mekanik aşınma ve hatırlama sorunlarının ve hatırlamanın sağlanması.

Tip 1 diyabetli hastalar için, kesintisiz kontrol kesintiler olmadan, kullanıcıların şarj edilmesi ve böylece otomatik insülin teslimi için kısa mola vermeleri gerektiğini gösterebilmek için bir cihazdan sorumlu olabilir.Bu, sürekli kapalı-loop kontrolüne izin vermeden önce 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 duyacaktır.Bir tıbbi cihaz için, on dolar değerinden fazla para kazanmak, tüketici elektronik ve elektrikli araç sektörlerindeki ölçek ekonomileri maliyetleri önemli bir engeldir, ancak cihaz özel özelleştirmeler (kutom şekli, biyo-özel paketleme) primi eklemeye yardımcı olacaktır.
  • [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 cihazlar biyokompulasyon, güvenlik ve elektromanyetik uyumluluk için titiz test gerektirir (EMC) Termoelektrik veya pastazoelektrik malzemeleri kullanan enerji toplayıcıları için, yeni biyokompatlanabilirlik verileri oluşturulmalıdır. FDA ve Avrupa'nın bilgilendirilmesi, ancak her bir yeni batarya kimyası veya kablosuz şarj sistemi, 12 ay boyunca ön pazarlama onayına sahip bir giriş gerektirir.
  • [[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 tereddüt edebilir veya kablosuz şarj pedleri ile bir cihaz giymek rahatsızlıktan kaçınmak için sınırlı olmalıdır. Tasarım ekipleri insan faktörlerine ihtiyaç duyar.
  • [FONT:0)Environmental ve Disposal Tahminler: [Dönetici: 0:0) Tüm pillerle birlikte olduğu gibi, son 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 şarj cihazı, mevcut enerjiyle uyum sağlama konusunda sağlam bir şekilde şarj edilebilir.Bu nedenle, otomatik şarj cihazı ve cihazı kapatabilir[değiştir | kaynağı değiştir]

Gelişen teknolojiler ayrıca gazete baskısına benzer şekilde üretilebilecektir.[DÜT:1], yüksek enerji yoğunluğuna sahip yüksek çözünürlükte, [[Üye Olmayan bataryalar [DÜye Olmayanlar 3 ), yakın zamanda Stanford Üniversitesi'nde bulunan bir kanalda, bir şekerli biyosensor [Döneticileri kullanarak, [Döneticileri kullanarak, güneş ışığı kullanan bir biyoyakıtlı hücre kullanan, her iki sensör ve kablosuz bir elektrik kaynağının da, mümkün olmayan bir kaynak gerektirdiğini iddia eden bir biyolojik yakıt hücresi kullanır.

Birkaç başlangıç zaten esnek tıbbi bataryalar ticarileşiyor.(D)Enfucell) kullanılabilir tıbbi yamalar takmak için kullanılan basılı esnek bataryalar ve [[Döneticiler:2)Cambridge Nanosystems) Gelişen grafiklere dayalı süper kapasiteye sahip olan ürünler, Insulet ve Tandem Diyabet Care, son patent filingleri ve ortaklıkları tarafından kanıtlanan bir sonraki nesil güç segmentini temsil eden yapay pankreasyon sistemleri ile 2028 milyar doları aştı.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Giyimli güç kaynaklarındaki yenilikler sadece esnek ince film pilleri, enerji hasatları, kablosuz şarjlar ve sağlam devlet hücreleri, diyabetin bir sonraki dalgası için temelsel olanaklardır.Bu güç çözümleri sunmak ve daha uzun vadede, daha küçük form faktörleri, doğal güvenlik ve kullanıcı yükünü azaltmak, esnek ince film pilleri, enerji hasatları, kablosuz şarj gibi teknolojiler, ve sağlam devlet hücreleri, gelecekteki küçük şekerleme sistemlerinin yönetiminde mümkün olan şeyleri değiştirirler; Bu güçlendirici çözümlerle olgunlaşır ve yasal onay elde ederler, bireyleri gerçekten sürekli olarak deneyimlemelerine izin verirler.