Dahili Pillere Next-Gen Giyilebilir Cihazları ve Hatta Kanseri Savaşabilir mi?

Giysilebilir teknoloji, günlük hayatımızı bir süredir yeniden şekillendiriyor ve burada büyüyecek, 2022’de 61,30 milyar dolar olarak değerlenen giyilebilir cihazlar pazarı tarafından kanıtlandığı gibi. O yıl alone, 490 milyondan fazla giyilebilir birim tüketiciye sevk edildi.

İnovasyon tarafından yönlendirilen giyilebilir cihazlar, çevre sürdürülebilirliğinden sağlığa kadar çeşitli endüstrilerde trendleri şekillendirdi, bu elektronik cihazlar sağlık izlemeyi, tedavileri, hastalık teşhisini ve yara iyileşmesini dönüştürdü. Bu cihazlar güvenilir bir şekilde çalışmak için, yalnızca biyolojik olarak uyumlu olmakla kalmaz, aynı zamanda yeterli kapasiteye sahip pillere de güvenir.

Çoğunlukla implant edilebilir cihazlar, geleneksel piller gibi Ag-Zn (Gümüş-Cinko) ve Li-I2 (Lityum İyot) pilleri ile çalışır. Ancak bu geleneksel piller sınırlı kapasiteye sahiptir ve organik elektrolit sızıntısı nedeniyle güvenlik tehlikesi oluşturur.

İmplant edilebilir cihazları çalıştırmak için mühürlenen ve kullanılan Ag-Zn ve Li-I2 pillerinin kapasitesi, hizmet ömrünü sınırlayan kütleleri tarafından kısıtlanır. İşte burada bir yeni çalışma doğal olarak canlı organizmaların içerdiği bileşenleri kullanmayı öneriyor. Bu bileşenler, ter, enzimler, glikoz ve çözünmüş oksijen gibi, piller için sürekli enerji kaynakları olarak kullanılabilir.

O2 ve glikoz gibi aktif bileşenleri kullanarak, metabolizma yoluyla sürekli olarak elde edilebilen katot/anodlar olarak, hem in vitro hem de in vivo iyi elektrokimyasal performans gösterir.

Cell Press’te yayımlanan çalışma, metal-O2 pillerini öneriyor, bu piller O2’yi katotun aktif bileşeni olarak kullanacak ve metalik anod ile monte edilecek, böylece mevcut implant edilebilir pillerden 5 ila 10 kat daha yüksek enerji yoğunluğu sağlayacak.

Teorik olarak, Li-O2 ve Sodyum-Oksijen (Na-O2) pilleri sırasıyla 3.458 ve 1.605 Wh/kg enerji yoğunluğu sunar, bu değerler mevcut lityum iyon pillerinkinden çok daha yüksektir.

Çalışma, Yang Lv, Xizheng Liu, Jiucong Liu ve Yi Ding tarafından yürütüldü, hepsi Tianjin Üniversitesi Teknoloji Enstitüsü, Çin’deki Laboratuvarı İleri Fonksiyonel Gözenekli Malzemeler, Yeni Enerji Malzemeleri ve Düşük Karbon Teknolojileri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu’na bağlı.

Diğer araştırmacılar arasında, Hebei Üniversitesi, Çin’den Shuang Wu ve Pingli Wu; Tianjin Tıp Üniversitesi’nden Shuangyong Sun; ve Fudan Üniversitesi, Çin’den Yonggang Wang yer aldı.

Çalışma, Çin Ulusal Doğal Bilim Vakfı, Çin Ulusal Ana Araştırma ve Geliştirme Programı ve Çin Ulusal Bilim Genç Bilim Adamları Fonu tarafından mali olarak desteklenmiştir.

İmplant Edilebilir ve Biyolojik Uygunluklu Na-O2 Pili

Oksijen yaşam için gereklidir ve canlı dokularda her yerde bulunur. Benzer şekilde, Sodyum da vücutta Na+ formunda yaygın olarak bulunur. Bu her yerdelik, metal-O2 pillerini sürekli olarak yenilenebilir enerji kaynakları için umut verici bir seçenek haline getirir.

Sodyum, şarj edilebilir piller için umut verici bir anod olarak geliştirilmiştir, Na-O2 pilleri ise düşük maliyeti, yüksek teorik enerji yoğunluğu ve akıllı şebekeler ve taşınabilir elektroniklerde kullanım potansiyeli nedeniyle özellikle popülerdir. Ayrıca, Na-O2 pillerinin deşarj ürünü karaciğerde ve böbreklerde kolayca metabolize edilebilir, bu da onların çekiciliğini artırır.

Bu şekilde, Na-O2 pilleri, ham madde kaynağı temini ve in vivo ürün metabolizması gereksinimlerini karşılayabilir.

Araştırmacılar daha önce de Na-O2 pillerine odaklandı. 2018’de bir çalışma onların potansiyelini vurguladı, yüksek teorik enerji yoğunluğu ve bol kaynaklara sahip olmalarına rağmen, büyük boyutlu deşarj ürünleri oluşumu nedeniyle yavaş kinetiklere sahip olduklarını belirtti.

Western Ontario Üniversitesi’nden Hossein Yadegari ve Xueliang Sun’un bir başka çalışması, Na-O2 pillerinin Li-O2 pillerine göre daha enerji-verimli bir alternatif olarak ortaya çıktığını ve geri dönüşümlü süperoksit kimyasına dayandığını, hücrelerin Li karşıtlarına göre daha düşük aşırı potansiyel şarj gösterdiğini ve bu durumun yüksek döngü performansı anlamına geldiğini belirtti.

Ancak, iyon çiftinin etkileşiminin, hücre elektrolitine karşı O2’nin nükleofilik saldırısını önlemek için yeterli olmadığını ve NaO2’nin içsel stabilitesinin ve metalik Na’nın daha yüksek kimyasal reaktivitesinin Na-O2 pillerinin ilerlemesinde zorluklar oluşturduğunu belirtti.

Son çalışma, in vivo kullanılan pillerin açık bir mimariye sahip olmasının必要 olduğunu vurguladı, bu da vücut sıvılarından O2 emilmesini sağlar. Ayrıca, redaksiyondan kaynaklanan reaksiyonları önlemek için biyolojik olarak uyumlu pil bileşenlerinin seçilmesinin önemini vurguladı.

Araştırmacılar, bir Na-O2 pili tasarladı, bu pilde NaGaSn (Sodyum-Galyum-Kalay) alaşımı anod ve nanoporous altın (NPG) katot kullanıldı, bunlar bir iyon değişim membranı (Nafion) ile ayrıldı.

Araştırmacılar, saf metalik Sodyum yerine, güvenlik ve korozyon önleme özellikleri için NaGaSn ternary alaşımı kullanmayı tercih ettiler.

Umutsuz Sonuçlar, Potansiyel Uygulamalar

İmplant edilebilir elektronik cihazlar, kişiselleştirilmiş sağlık izlemeyi ve precisyon tedavilerini devrimleştirme potansiyelleri nedeniyle artan bir ilgi görmektedir, bu nedenle implant edilebilir pillerin önemi de artmaktadır.

Canlı organizmalardan aktif bileşenlerin kullanılması, uzun süreli enerji kaynakları sağlayabilir, bu da cerrahi işlemler yoluyla pilleri tekrar tekrar değiştirme ihtiyacını azaltır ve daha sürdürülebilir bir uzun vadeli çözüm sunar.

Çalışma, bir implant edilebilir ve biyolojik olarak uyumlu Na-O2 pili geliştirdi, bu pil açık bir katot yapısı ile çalışıyor ve in vivo excelente biyolojik uyumluluk gösterdi.

Sonuçlar, implante edilen piller etrafında önemli bir inflamasyon göstermedi. Ayrıca, katot etrafında kapillerler iyi bir şekilde yenilenir, bu da pille sürekli bir O2 kaynağı sağlar.

NPG katot katalizörü, pili mükemmel bir stabiliteye ulaştırdı, bu da NPG’nin Na-O2 pili katodu olarak “kaçınılmaz bir seçim” haline getirdi.

Çalışma sonuçları, mikro-implant edilebilir elektronik cihazları çalıştırmak için bir enerji kaynağı olarak da umut verici bir potansiyele sahip olduğunu gösterdi.

Vücut sıvılarından O2 tüketimi, Na-O2 pili için biyolojik ve tıbbi araştırma alanlarında potansiyel uygulamalar sunar. Çalışmaya göre:

“Na-O2 pili, implant edilebilir pillerin kavramını devrimleştiriyor, deşarj sırasında O2 tüketimi, bir deoksjenasyon fonksiyonu sağlar, bu da biyoelektronik implantlar ve biyoterapiyi, anaerobik ortamlarla ilgili hastalıklara karşı birleştirmek için yeni bir yol sunar.”

Na-O2 pili, yalnızca giyilebilir cihazları çalıştırmakla kalmaz, aynı zamanda kanser gibi hastalıkların tedavisinde de kullanılabilecek potansiyelli bir enerji kaynağıdır.

Çalışma, Na-O2 pilinin, oksijen konsantrasyonunu kontrol ederek, oksijen agregasyonu veya patojenik bakteriler tarafından oluşan hastalıklara karşı terapötik yeteneklere sahip olabileceğini belirtti.

Araştırmacılar, Na-O2 (Sodyum-Oksijen) pilinin “yüksek potansiyelli” olduğunu ve “implant edilebilir cihazlar alanındaki bir devrimi tetikleyerek, çeşitli hastalıkların tedavisine yönelik yeni yöntemlerin geliştirilmesine yol açabileceğini” belirtti.

İleri Giyilebilir Cihazlar Hakkında Bilgi Edinin – Termal Küpe

Giyilebilir Çözümler Geliştirme

Giysilebilir teknoloji, vücutta takılan ve çeşitli ölçümleri izleyen elektronik cihazlarla ilgili. Bugün, bu cihazlar tıp, spor, fintech ve daha birçok endüstriden oluşan geniş bir yelpazede ilerleme kaydediyor.

Spor endüstrisinde, giyilebilir cihazlar, atletlere gerçek zamanlı veri ve performans geri bildirimi sağlar. Akıllı güneş gözlükleri, ayakkabılar ve giysiler, kalp atış hızı, adım ve fiziksel aktivite gibi çeşitli ölçümleri izler.

İmalat sektöründe, bu cihazlar, gerçek zamanlı uyarılar ve potansiyel olarak tehlikeli durumlar hakkında bilgi sağlayarak iş yeri güvenliğini sağlar. Ayrıca, işçi verimliliğini ve üretkenliğini izleyerek, akışları iyileştirme alanlarını belirler.

Ancak, giyilebilir teknoloji, sağlık endüstrisinde özellikle etkili bir şekilde kullanılıyor. Giyilebilir cihazlar, sağlık verilerini toplamak ve bu verilere dayanarak harekete geçmek için kullanıcılara olanak tanır.

Sağlık profesyonelleri, giyilebilir cihazlar sayesinde gerçek zamanlı hasta izlemesi yapabilir ve hayati tehlike oluşturan durumları önleyebilir.

Bu cihazlar, vital işaretleri ve sağlık verilerini izler, böylece doktorlar ve bakım verenler potansiyel sağlık sorunlarını belirleyebilir ve zamanında müdahale edebilir.

Araştırmacılar ve doktorlar, bu cihazlardan elde edilen verileri kullanarak klinik araştırmaları ilerletebilir ve yeni tedaviler geliştirebilir.

Sağlık hizmeti sağlayıcıları ve sigorta şirketleri, bu cihazları kullanarak daha doğru ve kişiselleştirilmiş sağlık planları sunabilir.

Kuruluşlar, çalışanların sağlıklı alışkanlıklarını teşvik etmek için bu cihazları kullanır.

Biyoteknoloji alanında, giyilebilir cihazlar, fizyolojik durumun izlenmesini, hastalık durumunun ve toksin maruziyetinin izlenmesini sağlar.

Araştırmacılar ve bilim adamları, bu cihazları kullanarak hastalıkların olası yan etkilerini belirleyebilir.

Giysilebilir cihazlar, çevre koşullarının, zoals sıcaklık ve hava kalitesinin, biyolojik sistemler üzerindeki etkilerini incelemek için kullanılır.

Şimdi, bazı giyilebilir çözüm geliştiren şirketlere bakalım.

#1. Google’a ait Fitbit

Fitbit, fitness izleme cihazları ile bilinen bir marka. Bu cihazlar, aktivite seviyeleri, kalp atış hızı ve uyku kalitesi gibi çeşitli sağlık ölçümlerini izler.

Fitbit, sağlık hizmeti sağlayıcıları ve şirketlerle işbirliği yaparak, araştırma ve geliştirme için çözümler sunar.

Google, 1,9 trilyon dolarlık bir piyasa değerine sahip bir şirket. Hisse senedi fiyatı 153,16 dolar, yıl başından bu yana %9,5 artış gösterdi. Şirketin geliri 307,39 milyar dolar, EPS (TTM) 5,80, P/E (TTM) 26,41.

#2. Garmin

Garmin, fitness aktiviteleri için giyilebilir cihazlar üreten bir şirket. Bu cihazlar, kalp atış hızı, stres seviyeleri ve oksijen doygunluğu gibi ölçümleri izler.

Garmin, sağlık ve wellness alanında çözümler sunar.

#3. Abbott Laboratories

Abbott, çeşitli tıbbi cihazlar, včetně giyilebilir teknolojiler geliştirir.

Abbott’un piyasa değeri 193,62 milyar dolar. Hisse senedi fiyatı 111,56 dolar, yıl başından bu yana %1,53 artış gösterdi. Şirketin geliri 40,10 milyar dolar, EPS (TTM) 3,27, P/E (TTM) 34,10.

#4. BioTelemetry Inc.

BioTelemetry, uzaktan tıbbi izleme sistemleri, včetně giyilebilir cihazlar geliştirir.

Sonuç

Giysilebilir teknoloji pazarı büyüyor ve 2026 yılına kadar 118 milyar doları aşması bekleniyor.

Giysilebilir cihazlar, fitness, eğitim, eğlence, seyahat ve moda gibi birçok endüstriye giriyor.

Ancak, sağlık endişeleri arttıkça, giyilebilir cihazlar özellikle sağlık ve yaşamımıza olumlu etkiler yaratıyor.

Bu cihazların pilleri, daha uzun süre dayanıklı hale getirilmelidir.

Çalışmalar, giyilebilir cihazların ömrünü uzatmak ve hastalıklarla mücadele etmek için yürütülüyor.

Giysilebilir Sağlık İzleme Şirketlerine Yatırım Yapmak İçin Tıklayınız.