المحرك غير المرئي: كيف تُحدث تكنولوجيا الليثيوم أيون ثورة في البطاريات الرقيقة للغرسات الطبية

مقدمة: الدور الحاسم للسلطة في عمليات الزرع الطبية الحديثة

لقد انتقلت الغرسات الطبية من الخيال العلمي إلى واقع يغير الحياة. تعمل أجهزة تنظيم ضربات القلب على تنظيم نبضات القلب، وتخفف أجهزة التحفيز العصبي من الآلام المزمنة، وتستعيد غرسات القوقعة السمع. ويكمن وراء هذه الإنجازات المذهلة تحدٍ أساسي: توفير طاقة موثوقة وطويلة الأمد ضمن القيود الصارمة لجسم الإنسان. ومع ازدياد صغر حجم الأجهزة القابلة للزراعة وذكائها وتعقيدها، يزداد الطلب على مصادر طاقة متطورة بنفس القدر. وعلى الرغم من أن البطاريات التقليدية، على الرغم من وظيفتها، إلا أنها غالباً ما تمثل عنق الزجاجة في الجهاز التصغير وطول العمر. يتعمق هذا المقال في عالم بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة للزرعات الطبية - تقنية ثورية تتيح الجيل القادم من حلول الرعاية الصحية القابلة للزرع. سنستكشف على وجه التحديد التطورات مثل ليثيوم أيون الليثيوم الرقيق (TFLB) والناشئة بطارية الحالة شبه الصلبة (SSSB) التكنولوجيات وتطبيقاتها والتحديات التي تواجهها والمستقبل المثير الذي تدعمه.

الحاجة المتزايدة: لماذا تقصر البطاريات التقليدية

التطور نحو الغرسات المصغرة والأكثر ذكاءً

إن مسار الغرسات الطبية واضح: أصغر وأذكى وأطول عمراً. فقد كانت أجهزة تنظيم ضربات القلب في البداية ضخمة الحجم، أما اليوم فقد أصبحت أجهزة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب بدون رصاص أصغر حجمًا بشكل ملحوظ [1]. تقوم المحفزات العصبية وأجهزة الاستشعار الحيوية وأنظمة توصيل الأدوية بتعبئة المزيد من الوظائف في عبوات تتقلص باستمرار. هذا التصغير يعزز هذا الاتجاه راحة المريض، ويتيح إجراء عمليات جراحية أقل توغلاً، ويفتح الأبواب أمام إمكانيات علاجية جديدة. وعلاوة على ذلك، يرغب المرضى والأطباء في الحصول على غرسات تدوم لفترة أطول، مما يقلل من الحاجة إلى عمليات الاستبدال المكلفة والمرهقة لمجرد نفاد البطارية. وتتحول التوقعات نحو الأجهزة التي تدوم بشكل مثالي لفترات طويلة أو تتميز بقدرات إعادة شحن مريحة.

القيود المفروضة على كيمياء البطاريات التقليدية وعوامل الشكل التقليدية

على الرغم من موثوقيتها، فإن البطاريات التقليدية المستخدمة في الغرسات (غالباً ما تعتمد على كيمياء الليثيوم الأولية مثل الليثيوم-اليود أو الليثيوم-اليودين أو الليثيوم-أحادي فلوريد الكربون) تواجه قيوداً متأصلة. فغالباً ما تملي أشكالها الأسطوانية أو المنشورية القياسية الكثير من الحجم الكلي للغرسة وصلابتها، مما قد يسبب عدم ارتياح المريض أو مضاعفات. إن محدودية عمر البطاريةخاصة بالنسبة للأجهزة المتعطشة للطاقة، لا يزال مصدر قلق [2]. وعلى الرغم من تحسن كثافة الطاقة، إلا أن عوامل الشكل التقليدية يمكن أن تحد من إجمالي الطاقة المخزنة داخل حجم الجهاز الصغير جدًا. وتبقى السلامة، على الرغم من ارتفاعها بشكل عام مع الكيميائيات الراسخة، موضع تركيز مستمر، لا سيما فيما يتعلق بالمخاطر المحتملة المرتبطة بالشوارد السائلة في حالة تعرض الختم المحكم للخطر.

أدخل بطارية الليثيوم أيون الرقيقة: نقلة نوعية في الطاقة القابلة للزرع

تعريف "النحافة": الخصائص وعوامل الشكل

في سياق الغرسات الطبية، فإن مصطلح "بطارية رقيقة" تشير عادةً إلى مصادر الطاقة التي تقاس سماكتها بالملليمتر أو حتى دون الملليمتر (أقل من 1 مم). وعلى عكس الخلايا الأسطوانية الضخمة، فإن هذه بطاريات تعتمد على أيونات الليثيوم يمكن تصميمها على شكل صفائح مسطحة، وأحياناً تتضمن المرونة. تخيل بطارية رقيقة مثل بضع أوراق، قادرة على التوافق مع الأسطح المنحنية داخل الجسم أو تتناسب مع المساحات التي لم تكن صالحة للاستخدام في السابق لتخزين الطاقة. ويمثل هذا التصميم منخفض المظهر خروجاً جذرياً عن القيود التقليدية.

المزايا الرئيسية التي تدفع إلى التبني

اعتماد فائقة النحافة و بطاريات الليثيوم أيون المرنة مدفوعة بمزايا مقنعة. وأكثرها وضوحاً هو تمكين المزايا الدراماتيكية التصغير للأجهزة القابلة للزرع، مما يؤدي إلى إجراءات أقل توغلاً وتحسين راحة المريض. وبالنسبة للمهندسين، تتيح هذه البطاريات حرية تصميم غير مسبوقة، مما يسمح لمصدر الطاقة بالاندماج بشكل أكثر عضوية مع شكل الجهاز ووظيفته. بالإضافة إلى الحجم، فإن تقنيات أيونات الليثيوم الرقيقة المحددة، مثل الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة و بطاريات الحالة شبه الصلبة، تقدم تحسينات محتملة في الحجم كثافة الطاقة (طاقة أكبر في المساحة نفسها) وملامح أمان محسّنة بسبب تقليل أو التخلص من الشوارد السائلة الحرة [3]. يمثل هذا المزيج من العوامل قفزة كبيرة إلى الأمام بالنسبة إلى حلول الطاقة القابلة للزرع.

التقنيات الأساسية التي تمكن بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة القابلة للزرع

تدعم العديد من التقنيات الرئيسية القائمة على أيونات الليثيوم تطوير بطاريات رقيقة مناسبة لبيئة جسم الإنسان التي تتطلب الكثير من المتطلبات.

تقنية ليثيوم أيون الغشاء الرقيق (TFLB)

غالباً ما يتم تصنيع البطاريات ذات الأغشية الرقيقة باستخدام تقنيات مستعارة من صناعة أشباه الموصلات، مثل الرش أو الترسيب بالتفريغ. حيث يتم ترسيب طبقات رقيقة للغاية (بسماكة ميكرون أو نانومتر) من مادة الأنود ومادة الكاثود، والأهم من ذلك الإلكتروليت الصلب بالتتابع على الركيزة. ليثيوم أيون الليثيوم الرقيق الغشاء الرقيق البطاريات باستخدام الشوارد الصلبة مثل أوكسينيتريد فوسفور الليثيوم الفوسفوري (LiPON) واعدة بشكل خاص [4].

• المزايا: كثافة طاقة حجمية عالية جدًا محتملة، وعمر دورة ممتاز (عشرات الآلاف من الدورات الممكنة للإصدارات القابلة لإعادة الشحن)، وأمان متأصل بسبب الإلكتروليت الصلب، والقدرة على جعلها رقيقة للغاية.
• التحديات: عمليات التصنيع المعقدة والمحتمل أن تكون مكلفة، ويتطلب تحقيق سعة عالية مساحات سطحية أكبر أو أغشية أكثر سمكًا نسبيًا، وربما تكاليف أولية أعلى مقارنة بالتقنيات التقليدية [5].

تقنية البطاريات شبه الصلبة (SSSB)

بطاريات الحالة شبه الصلبة تمثل فئة تستخدم إلكتروليتات هلامية بوليمرية (GPEs) أو إلكتروليتات صلبة هجينة بدلاً من الإلكتروليتات السائلة البحتة الموجودة في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية [6]. وفي حين أن هذه الإلكتروليتات ليست صلبة تمامًا، إلا أنها تقلل بشكل كبير من كمية السائل المتدفق بحرية.

• المزايا الرئيسية: بالمقارنة مع الشوارد الكهربائية السائلة، فإن تصميم الحالة شبه الصلبة تعزز السلامة من خلال تقليل أو إزالة السوائل الحرة القابلة للاشتعال. غالبًا ما تكون أسهل في المعالجة من البطاريات ذات الحالة الصلبة بالكامل ويمكنها الحفاظ على درجة معينة من المرونة، مما يجعلها مناسبة للتصاميم الرقيقة القابلة للانحناء [7]. يمكن أن تبلل بطاريات GPEs الأقطاب الكهربائية بشكل فعال، مما يساعد على الحفاظ على مقاومة بينية منخفضة.
• الحالة والتحديات: تعد تقنية SSSB مجالًا نشطًا للأبحاث التي تركز على تحقيق التوازن بين السلامة وكثافة الطاقة والتوصيل الأيوني والمرونة الميكانيكية. ويعد ضمان الاستقرار والتوافق على المدى الطويل في بيئة الزرع من التحديات الرئيسية [8]. إن إمكاناتها في التطبيقات الطبية كبيرة، خاصة عندما تكون المرونة والسلامة المعززة مطلوبة.

ابتكارات بطاريات الليثيوم أيون المرنة والقابلة للتمدد

لكي تتوافق البطاريات مع أنسجة الجسم أو تتيح تصميمات جديدة للزرع، تحتاج البطاريات إلى الانحناء أو حتى التمدد. بطاريات ليثيوم أيون مرنة من خلال اختراقات في علوم المواد والهندسة الذكية. وقد يشمل ذلك استخدام ركائز مرنة، أو تصميم وصلات بينية في أنماط سربنتية تسمح بالتمدد، أو تطوير مواد أقطاب كهربائية وإلكتروليت قابلة للتمدد جوهريًا [9]. وهذه أمور ضرورية لتطبيقات مثل العدسات اللاصقة الذكية، أو المستشعرات الحيوية المطابقة، أو الغرسات المصممة للاندماج بسلاسة مع الأنسجة المتحركة.

التوافق الحيوي ومانع التسرب المحكم: ضمان السلامة

بغض النظر عن الكيمياء الداخلية أو عامل الشكل، يجب أن يكون أي مكون موجود داخل الجسم آمنًا. المواد المتوافقة حيوياً التي لا تسبب تفاعلات عكسية مع الأنسجة ضرورية لغلاف البطارية أو أي أجزاء خارجية مواجهة، مع الالتزام بمعايير مثل ISO 10993 [10]. على نفس القدر من الأهمية ختم محكم الإغلاق. يجب أن تكون البطارية محكمة الإغلاق تمامًا، وعادةً ما تكون داخل غلاف من التيتانيوم أو السيراميك الملحوم بالليزر، لمنع أي تسرب لمواد البطارية إلى الجسم ولحماية الكيمياء الداخلية الحساسة من السوائل الجسدية المسببة للتآكل. هذا التغليف القوي غير قابل للتفاوض من أجل سلامة الزرع على المدى الطويل [11].

تشغيل الاختراقات: التطبيقات الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون الرقيقة في عمليات الزرع

تعمل الخصائص الفريدة لبطاريات الليثيوم أيون الرقيقة على إطلاق العنان للابتكار عبر مجموعة واسعة من تطبيقات الغرسات الطبية.

أجهزة إدارة نبضات القلب (CRM)

تلعب البطاريات الرقيقة دورًا أساسيًا في تطوير أجهزة تنظيم ضربات القلب الأصغر حجمًا والأقل توغلاً وأجهزة مزيل الرجفان القابلة للزرع (ICDs). تُعد أجهزة تنظيم ضربات القلب بدون رصاص، التي تُزرع مباشرةً داخل القلب، من الأمثلة الرئيسية التي تم تمكينها من خلال بطاريات ليثيوم أيون مصغرة [12]. يمكن لأجهزة CRM المستقبلية أن تستفيد من البطاريات الرقيقة والمرنة المحتملة لزيادة تقليل الحجم وتحسين التوافق وربما توسيع نطاق بطارية جهاز تنظيم ضربات القلب الحياة أو تمكين ميزات مراقبة أكثر تعقيدًا.

أجهزة التعديل العصبي

وغالباً ما تتطلب أجهزة مثل أجهزة تحفيز النخاع الشوكي (SCS) للألم المزمن، ومحفزات الدماغ العميقة (DBS) لمرض باركنسون، ومحفزات العصب المبهم (VNS) لعلاج الصرع طاقة كبيرة. وتسمح بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة القابلة لإعادة الشحن (بما في ذلك التصاميم شبه الصلبة لتعزيز السلامة) باستخدام مولدات نبضات أصغر حجمًا قابلة للزرع (IPGs)، مما يقلل من إزعاج المريض وحجم الجيب الجراحي [13]. إمكانات كثافة الطاقة العالية لـ الحالة شبه الصلبة أو الأغشية الرقيقة الكيميائيات يمكن أن تؤدي إلى فترات أطول بين الشحنات أو فواصل زمنية أطول بين الشحنات أو أقل بشكل عام بطارية المحفز العصبي الأنظمة.

المستشعرات الحيوية والغرسات الذكية

صعود الغرسات الذكية - الأجهزة المصممة للمراقبة طويلة الأجل للمعايير الفسيولوجية (مثل الجلوكوز والضغط والمؤشرات الحيوية) - تعتمد بشكل كبير على الطاقة المصغرة والموثوقة. بطاريات ليثيوم أيون رقيقة ضرورية لتشغيل هذه بطاريات المستشعرات الحيويةمما يتيح الحصول على البيانات ونقلها لاسلكيًا دون إضافة حجم كبير [14]. تخيل أجهزة الاستشعار القابلة للزرع التي توفر بيانات صحية مستمرة، تعمل بشكل سري لسنوات.

أنظمة توصيل الأدوية المتقدمة

تقوم مضخات الأدوية القابلة للزرع بتوصيل الدواء بدقة عالية مباشرة عند الحاجة. تتطلب هذه الأنظمة طاقة موثوقة وطويلة الأجل لتشغيل المضخات والتحكم في الإلكترونيات بدقة. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون الرقيقة أن تساعد في تقليل حجم هذه الغرسات مما يجعلها مناسبة لعدد أكبر من المرضى والمواقع التشريحية، مما يضمن ثبات توصيل الدواء مدعوم من مصدر مدمج.

الوسائل الحسية

تستعيد أجهزة مثل غرسات القوقعة وشبكية العين الحواس ولكن لها متطلبات طاقة متطلبة في مساحات صغيرة جداً بالقرب من الهياكل الحساسة. وتُعد تقنيات بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة والمتناهية الصغر ضرورية لتصميم معالجات ومكونات الغرسات الأصغر حجماً والأكثر راحة، مما يحسن تجربة المستخدم وربما يتيح معالجة إشارات أكثر تطوراً من خلال قوة قوقعة الأذن المزروعة.

اجتياز التحديات: العقبات في التطوير والنشر

على الرغم من الإمكانات الهائلة، يجب معالجة العديد من التحديات التي تواجه اعتماد بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة على نطاق واسع في الغرسات الطبية.

الموازنة بين كثافة الطاقة وتصغير حجمها

إن الفيزياء الأساسية للبطاريات تعني أن هناك مفاضلة مباشرة: فالحجم الأصغر يعني سعة أقل بشكل عام (كثافة الطاقة). ولا يزال تطوير مواد جديدة وتصاميم خلايا جديدة تزيد من تخزين الطاقة إلى أقصى حد في الملامح الرفيعة للغاية يمثل محور تركيز بحثي رئيسي [15].

ضمان الموثوقية والسلامة على المدى الطويل في الجسم الحي

يجب أن تعمل الغرسات بشكل لا تشوبه شائبة لسنوات، وغالباً لعقود، داخل البيئة الديناميكية المتآكلة والديناميكية لجسم الإنسان. إن إثبات طول الأمد الموثوقية و سلامة البطارية لتقنيات أيونات الليثيوم الرقيقة الجديدة (بما في ذلك متغيرات الحالة شبه الصلبة) تتطلب اختبارات مكثفة وصارمة، بما في ذلك تحليل الشيخوخة المتسارعة وتحليل الأعطال، بما يتجاوز بكثير معايير الإلكترونيات الاستهلاكية [16].

قابلية التوسع في التصنيع وفعالية التكلفة

يمكن أن تكون العديد من تقنيات تصنيع البطاريات الرقيقة المتقدمة (مثل الترسيب الفراغي للبطاريات الرقيقة الرقيقة) معقدة ومكلفة. إن تحقيق الإنتاج بكميات كبيرة وعالية الإنتاجية بتكلفة معقولة تكلفة التصنيع أمر بالغ الأهمية لجعل هذه التقنيات متاحة ومجدية اقتصاديًا للتطبيقات الطبية الأوسع نطاقًا.

المسارات التنظيمية وعمليات الموافقة الصارمة

تواجه الغرسات الطبية، وخاصة أجهزة الفئة الثالثة التي تعمل بالبطاريات الجديدة، صرامة صارمة الموافقة التنظيمية العمليات (على سبيل المثال، الموافقة المسبقة للتسويق من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية - PMA). ويتطلب إثبات السلامة والفعالية بيانات ما قبل السريرية والسريرية الكبيرة، وتوثيقًا مكثفًا، وتجاوز المتطلبات المعقدة، مما يضيف وقتًا وتكلفة كبيرة للتطوير [17].

الأفق: الاتجاهات والابتكارات المستقبلية في مجال الطاقة القابلة للزرع

مستقبل الطاقة القابلة للزرع ديناميكي، مع ظهور العديد من الاتجاهات المثيرة.

التكامل مع حصاد الطاقة

يستكشف الباحثون طرقًا لتكملة طاقة البطارية باستخدام حصاد الطاقة تقنيات - تحويل طاقة الجسم نفسه (الحركة عبر المواد الكهروضغطية أو الحرارة عبر المولدات الكهروحرارية أو حتى الطاقة الكيميائية من الجلوكوز) إلى طاقة كهربائية [18]. وعلى الرغم من أنه من المحتمل أن يكون الحصاد غير كافٍ لتشغيل الغرسات المعقدة وحدها، إلا أن الحصاد يمكن أن يطيل عمر البطارية بشكل كبير أو يمكّن شبكات الاستشعار منخفضة الطاقة للغاية.

التطورات في الشحن اللاسلكي

بالنسبة للغرسات القابلة لإعادة الشحن، فإن تحسين الشحن اللاسلكي الكفاءة والسرعة والراحة هي المفتاح. تركز التطورات على الاقتران الاستقرائي الأكثر كفاءة، وأجهزة الشحن الخارجية الأصغر حجمًا، واستكشاف تقنيات الشحن الرنيني أو تقنيات الشحن بالترددات اللاسلكية الأطول مدى، مع الموازنة بعناية بين الكفاءة والسلامة (مثل تسخين الأنسجة) [19].

البطاريات القابلة للتحلل الحيوي والعابرة

للغرسات التشخيصية أو العلاجية المؤقتة (مثل المراقبة بعد الجراحة، والتحفيز المؤقت), بطاريات قابلة للتحلل يجري تطويرها. تعمل مصادر الطاقة هذه لفترة مطلوبة ثم تذوب بأمان داخل الجسم، مما يلغي الحاجة إلى جراحة الإزالة [20].

الجيل التالي من الكيماويات والمواد الكيميائية

تستمر الأبحاث خارج نطاق أيونات الليثيوم، وتستكشف بطاريات الجيل التالي مع احتمال زيادة كثافة الطاقة أو تعزيز جوانب السلامة. وفي حين أن التحديات لا تزال قائمة، لا سيما فيما يتعلق بالتوافق الحيوي والاستقرار طويل الأجل للاستخدام القابل للزرع، فإن الإنجازات في علم المواد يمكن أن تفتح الباب أمام المزيد من التحسينات.

الخلاصة: بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة - تشغيل مستقبل أكثر صحة واتصالاً

تُعد بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة أكثر من مجرد مصادر طاقة أصغر؛ فهي عوامل تمكين حاسمة لمستقبل الغرسات الطبية. ومن خلال التغلب على قيود البطاريات التقليدية، فإنها تسهل تصغير حجم الأجهزة، وتعزز راحة المريض، وتطيل العمر التشغيلي، وتفتح إمكانيات علاجية وتشخيصية جديدة تماماً، مع تكنولوجيا الحالة شبه الصلبة التي توفر طريقاً واعداً لتعزيز السلامة.

هل تبحث عن حلول بطاريات فائقة النحافة وعالية الأداء للأجهزة الطبية؟ نحن نوفر تصميمات مخصصة لتناسب حتى أكثر التطبيقات صغر الحجم، مما يضمن الموثوقية والكفاءة في أكثر الأماكن أهمية.

استكشف المزيد في لاندازل أو اتصل بنا على info@landazzle.com.

الأسئلة الشائعة (FAQs)

1. س1: ما المدة التي تستغرقها عادةً بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة المستخدمة في الغرسات الطبية؟
   • A: يتباين العمر الافتراضي بشكل كبير (الهدف هو أكثر من 10 سنوات للخلايا الأولية، ويعتمد ذلك على الاستخدام)، ويتأثر ذلك بنوع البطارية وحجمها واحتياجات الجهاز من الطاقة ودورات إعادة الشحن. غالبًا ما يكون الهدف هو أكثر من 10 سنوات للتطبيقات الأولية منخفضة الطاقة.
2. س2: هل بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة آمنة للاستخدام داخل جسم الإنسان؟
   • A: نعم، عند تصميمها وتصنيعها بشكل صحيح. السلامة أمر بالغ الأهمية، بما في ذلك المواد المتوافقة حيوياً (ISO 10993), ختم محكم الإغلاق (غلاف من التيتانيوم/السيراميك)، واختبارات صارمة. تعمل تصميمات الحالة الصلبة وشبه الصلبة على تعزيز السلامة من خلال تقليل أو التخلص من الشوارد السائلة [7، 11].
3. س3: ما هي المزايا الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون الرقيقة مقارنة بالبطاريات التقليدية لعمليات الزرع؟
   • A: تشمل الفوائد الرئيسية تمكين الأجهزة الأصغر/الأقل توغلاً، وتحسين راحة المريض (حجم أقل، ومرونة محتملة)، وتوفير حرية التصميم، وإمكانية توفير كثافة طاقة وأمان أعلى (خاصةً أنواع الحالة الصلبة/شبه الصلبة) [3].
4. س4: ما أنواع الغرسات الطبية التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة؟
   • A: تُستخدم أو يتم استكشافها بشكل متزايد في أجهزة تنظيم ضربات القلب (خاصةً بدون رصاص)، والمحفزات العصبية (المحفزات العصبية (SCS، DBS)، وأجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للزرع، ومضخات الأدوية، وزراعة القوقعة، والغرسات التشخيصية/العلاجية الذكية الناشئة [12، 13، 14].
5. س5: هل بطاريات الليثيوم أيون الرقيقة القابلة للزرع قابلة لإعادة الشحن؟
   • A: بعضها أساسي (غير قابل لإعادة الشحن) للاستخدام طويل الأمد ومنخفض الطاقة. والبعض الآخر ثانوي (قابل لإعادة الشحن، وغالبًا عن طريق الشحن اللاسلكي) للأجهزة ذات الطاقة العالية، والمصممة لتدوم طوال عمر الجهاز المزروع مع الشحن الدوري [13].
6. السؤال 6: ما الفرق بين بطاريات الليثيوم ذات الأغشية الرقيقة وبطاريات الليثيوم شبه الصلبة المستخدمة في عمليات الزرع؟
   • A: عادةً ما تستخدم البطاريات ذات الأغشية الرقيقة (TFLB) تقنيات الترسيب لإنشاء طبقات رقيقة جدًا، بما في ذلك إلكتروليت صلب (مثل الليبونات) [4]. تستخدم بطاريات الحالة شبه الصلبة (SSSB) بطاريات هلامية بوليمرية أو إلكتروليتات هجينة، مما يقلل من المحتوى السائل من أجل السلامة مع احتمال الحفاظ على المرونة، وغالبًا ما تكون أسهل في المعالجة من بطاريات الأغشية الرقيقة [6، 7].
7. س7: ما مدى صغر حجم هذه البطاريات؟
   • A: يمكن أن تكون السماكة أقل بكثير من 1 مم، مع وجود آثار أقدام لا تتجاوز بضعة مليمترات مربعة. تتم مقايضة الحجم بشكل مباشر مقابل سعة الطاقة؛ فالحجم الأصغر يعني تخزين طاقة محتملة أقل [15].

---

المراجع

(تنويه: تستخدم القائمة التالية مراجع العناصر النائبة من الخطوة السابقة للهيكل. بالنسبة للمقالة النهائية، يجب استبدالها/التحقق منها بمنشورات محددة وذات صلة وحديثة باللغة الإنجليزية تم تحديدها من خلال بحث شامل في الأدبيات. ومن الضروري التأكد من صحة روابط الوصول (DOIs).

1. ستويانوف، هـ. وآخرون. اتجاهات التصغير في الأجهزة الطبية القابلة للزرع. الآلات الدقيقة. 2021;12(3):278. https://doi.org/10.3390/mi12030278
2. تاكيوتشي، إي إس وآخرون. بطاريات الأجهزة الطبية الحيوية القابلة للزرع. نشرة MRS. 2010;35(2):103-108. https://doi.org/10.1557/mrs2010.588 (مثال على مرجع تأسيسي سابق)
3. ليو، دبليو وآخرون. بطاريات الليثيوم المرنة والقابلة للتمدد: الفرص والتحديات. المواد المتقدمة. 2018;30(19):1704679. https://doi.org/10.1002/adma.201704679
4. Bates, J.B., et al. بطاريات الليثيوم رقيقة الأغشية الرقيقة وبطاريات الليثيوم أيون. أيونيات الحالة الصلبة. 2000;135(1-4):33-45. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(00)00327-1 (ورقة تأسيسية كلاسيكية)
5. أفشار، م. ت. وآخرون. بطاريات ليثيوم أيون ذات الأغشية الصلبة الرقيقة للأنظمة المصغرة: مراجعة. مجلة مصادر الطاقة. 2021;483:228998. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228998
6. Liang, J., et al. Gel Polymer Electrolytes لبطاريات الليثيوم الأيونية: الأساسيات والاستراتيجيات ووجهات النظر. مواد تخزين الطاقة. 2020;24:209-242. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.08.026
7. وان، ج. وآخرون. بطاريات مرنة وقابلة للتمدد: التقدم الأخير ووجهات النظر المستقبلية. المراجعات الكيميائية. 2021;121(6):3788-3843. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01090 (يغطي مرونة هيئة الدعم الأمني الخاص المرنة)
8. Zhao, Q., et al. Review on Solid Electrolytes and Solid-State Batteries. المواد الوظيفية المتقدمة. 2020;30(18):1909987. https://doi.org/10.1002/adfm.201909987 (يناقش التحديات)
9. صن، ل. وآخرون. التطورات الحديثة في بطاريات الليثيوم أيون المرنة: من تصميم المواد إلى الهندسة الهيكلية. مواد تخزين الطاقة. 2019;23:381-405. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.06.011
10. ISO 10993-1:2018. التقييم البيولوجي للأجهزة الطبية - الجزء 1: التقييم والاختبار ضمن عملية إدارة المخاطر. https://www.iso.org/standard/68936.html (مرجع قياسي)   
11. بوك، دي سي، وآخرون. تقنيات الختم المحكم للأجهزة الطبية القابلة للزرع. تقنيات المواد المتقدمة. 2019;4(8):1900197. https://doi.org/10.1002/admt.201900197
12. ريدي، ف. ي. وآخرون. أجهزة تنظيم ضربات القلب بدون رصاص. مجلة نيو إنجلاند الطبية. 2015;373(12):1125-1135. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1507192
13. حنان، م. أ. وآخرون بطاريات قابلة لإعادة الشحن للأجهزة الطبية القابلة للزرع: مراجعة. الوصول إلى IEEE. 2018;6:76125-76143. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2884235
14. باندودكار، أ. ج. وآخرون. الأجهزة الكهروكيميائية الكهربائية القابلة للارتداء القائمة على الوشم: مراجعة. التحليل الكهربائي. 2017;29(1):31-47. https://doi.org/10.1002/elan.201600537 (يناقش احتياجات الطاقة لأجهزة الاستشعار الصغيرة)
15. بلاكه، ت. وآخرون. منظور حول العوامل المحددة لأداء بطاريات الليثيوم أيون. مجلة الجمعية الكهروكيميائية. 2018;165(14):A3197-A3199. https://doi.org/10.1149/2.0621814jes (يناقش حدود كثافة الطاقة)
16. لوف، سي تي تحديات السلامة وبروتوكولات اختبار بطاريات الليثيوم أيون في الأجهزة الطبية القابلة للزرع. مراجعة الخبراء للأجهزة الطبية. 2014;11(4):385-397. https://doi.org/10.1586/17434440.2014.912393
17. وثيقة إرشادات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. أداء البطارية وسلامة الأجهزة الطبية القابلة للزرع. (يمكن البحث هنا على موقع FDA.gov عن وثائق التوجيهات الحالية المتعلقة بالبطاريات القابلة للزرع).
18. داجديفيرين، سي، وآخرون. حصاد الطاقة الكهروضغطية المطابقة وتخزينها من حركات القلب والرئة والحجاب الحاجز. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. 2014;111(5):1927-1932. https://doi.org/10.1073/pnas.1317233111   
19. واترز، ب. هـ. وآخرون. الطاقة اللاسلكية للأجهزة الطبية القابلة للزرع: مراجعة. معاملات IEEE في الدوائر والأنظمة الطبية الحيوية. 2020;14(2):335-351. https://doi.org/10.1109/TBCAS.2020.2974282
20. Yin, L., et al. المواد والتصاميم والخصائص التشغيلية للبطاريات الأولية القابلة للتحلل بالكامل. المواد المتقدمة. 2014;26(22):3879-3884. https://doi.org/10.1002/adma.201306304