Инженеры из структуры Ростеха разрабатывают батареи для кардиостимуляторов и дефибрилляторов. Они уже проходят лабораторные испытания. Ежегодно в имплантации приборов, воздействующих на ритм сердца, нуждаются десятки тысяч россиян. До последнего времени большая часть аккумуляторов для них поставлялась в Россию из-за рубежа, однако в условиях санкций импорт значительно сократился, говорят специалисты. Поэтому создание отечественных источников питания критически важно. Серийный выпуск устройств Ростех планирует начать в 2024 году. Но процесс это сложный; чтобы уложиться в заявленные сроки, от разработчиков потребуются серьезные усилия, отмечают эксперты.
Энергия сердца
Российские инженеры разрабатывают батареи для автономного питания носимых кардиостимуляторов и дефибрилляторов. Сейчас проект находится на стадии лабораторных испытаний. Первые серийные образцы планируется выпустить в 2024 году. До последнего времени подобные источники тока в России практически не выпускали. Проектом занимаются специалисты предприятия «Литий Элемент», находящегося под управлением компании «РТ-Капитал» госкорпорации Ростех.
— В России рынок медицинских устройств, для которых «Литий Элемент» будет производить батареи, огромный. Если раньше его потребности обеспечивали зарубежные производители, то сегодня поставки практически прекратились из-за санкций, что привело к дефициту источников питания. Но у нас уже сформирован определенный научный задел, есть свои наработки. Поэтому сейчас, когда накопленный опыт востребован, мы готовы в короткие сроки изготовить и организовать серийное производство этой продукции, — сообщили «Известиям» в Ростехе.
К источникам питания для медицинских изделий предъявляются высокие и зачастую противоположные требования, пояснили «Известиям» разработчики. Так, батарея для дефибриллятора должна отдавать большую мощность в очень короткий промежуток времени. А устройство для кардиостимулятора, напротив, призвано непрерывно обеспечивать небольшое напряжение на протяжении продолжительного времени, при этом сохранять надежность и не перегреваться, что часто бывает с аккумуляторами.
Благодаря имеющимся наработкам инженерам удалось добиться, чтобы их источники тока могли работать в любом пространственном положении при температуре от –20 до +50 С. При этом батареи сохраняют высокое и стабильное рабочее напряжение, не требуют дополнительного обслуживания и всегда находятся в полной готовности к работе. Их гарантийный срок будет превышать 10 лет.
— Мы не вскрывали импортные источники тока и не копировали их. Мы делаем свою разработку, исходя из предъявляемых требований, таких как напряжение, емкость, ток разряда и другие характеристики будущего изделия. Наша электрохимическая система будет гибридной, то есть состоять из нескольких материалов, чья комбинация позволит добиться сочетания мощности и высокой энергетики, — сказал начальник отдела авторского сопровождения «Литий Элемент» Александр Куликов.
Еще одна особенность источников тока, о которых идет речь, — они могут сохранять энергию очень долгое время. Саморазряд батарей для медицинских приборов при температуре хранения +20 ºС за 1 год составляет менее 1%. По расчетам создателей, элементы питания сохранят электричество до 25 лет. Результаты испытаний аналогичных батарей после хранения в течение 16–18 лет показали, что потеря ими электрической емкости по сравнению с новыми изделиями практически отсутствует. Некоторые были собраны в начале 90-х и до сих пор работоспособны с потерями энергии не более 5% от первоначального значения.
Актуальная задача
Большую часть структуры кардиостимулятора занимает именно батарея, потому что устройство должно работать в теле пациента в среднем 8–10 лет. Исходя из этого к источникам питания предъявляются высокие требования надежности и соответствия заданным характеристикам на протяжении долгого времени, пояснил «Известиям» директор Института бионических технологий и инжиниринга Сеченовского университета Дмитрий Телышев.
— Сегодня задачу разработки собственных российских батарей можно назвать сверхактуальной. Рынок кардиостимуляторов в России сильно развит, даже по сравнению с европейским. В стране действует квотирование на имплантацию кардиостимуляторов, что гарантирует спрос, так как определенное количество устройств обязательно будет поставлено,— сказал Дмитрий Телышев.
Примерно каждый пятый человек старше 50 лет нуждается в кардиостимуляторах. В абсолютных цифрах это десятки тысяч пациентов ежегодно. Это один из самых крупных рынков медицинской техники в России, добавил специалист.
Основную долю рынка неперезаряжаемых источников питания в России до последнего времени действительно обеспечивали западные производители, рассказал доцент Института металлургии, машиностроения и транспорта СПбПУ Максим Максимов.
— Замещать импортные источники тока совершенно необходимо, так как во многих сферах образовалась их нехватка, — отметил специалист.
По мнению Максима Максимова, зарубежные и отечественные разработчики используют если не одни и те же, то очень схожие электрохимические системы для создания батарей. Но при разработке специфических изделий для кардиостимуляторов на первый план выходят требования, предъявляемые к форме и размерам аккумуляторов. В другую технику можно вставить стандартный источник тока, но в данном случае нужна батарея особой конструкции.
Отдельную сложность представляет серийный выпуск таких изделий. Это отмечают и сами разработчики.
— Невозможно просто изобрести колесо и начать его выпуск. Нужно пройти длительную процедуру разработки и постановки на производство — провести массу испытаний, задокументировать их, подготовить протоколы, справки, методики, ТУ, эксплуатационную документацию, технологию производства и т.д. Для этой процедуры существует ГОСТ, — сказал представитель «Литий Элемент» Александр Куликов.
Но если получится быстро пройти эти стадии и наладить промышленное производство, это будет серьезным успехом, заключил Максим Максимов.