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从人体获取能量(在静止状态下大约消耗100瓦)的各种形式似乎是一种近乎完美的电源，适合植入医疗设备，但实际问题阻碍了它作为一种解决方案的采用。达特茅斯学院塞耶工程学院(Thayer School of Engineering at Dartmouth College)的一个研究团队在国家卫生研究院(NIH)五年改革研究奖的资助下，与德克萨斯大学(University of Texas)的UT Health San Antonio合作，开发了一种为这些医疗设备制造基于压电的收获传感器的新方法。
它们的方法使用具有微创机械设计的薄膜能量转换材料的组合。工作和结果在他们的论文中详述了“用于紧凑型能源收集的起搏器导线上的柔性多孔压电悬臂梁”发表在先进材料技术．这里有一个一分钟的视频也证明了这一点:
达特茅斯大学工程学教授John X.J. Zhang指出，为植入体提供能量是一个艰巨的挑战，“你如何创造一种有效的能源，使设备在病人的整个生命周期内都能工作，而不需要手术更换电池?”研究助理林东补充说，“同样重要的是，这个设备不会干扰身体功能。我们知道它必须具有生物相容性、重量轻、灵活和低调，这也使得它不仅适合当前的起搏器结构，而且还可以扩展到未来的多功能。”
为了建造收割机换能器，研究人员使用薄膜能量转换材料的组合，在改进的起搏器设计中使用微创机械方法。它们利用了连接到跳动心脏的引线的动能，然后将其转化为电力以不断充电电池(图1)．发电材料是一种称为聚偏二氟乙烯 - 三氟乙烯（PVDF-TRFE）的专用聚合物压电薄膜，采用多孔结构设计，然后内置成小梁阵列或柔性悬臂。
1.所示是压电薄膜能量收割机的概念，用于植入的心脏除颤器，在AICD铅（A）上是一种柔性多孔PVDF-TRFE双悬臂能量收割机。从狗（B）的慢性植入的起搏器铅的视频分析图像。在起搏器AICD铅（C）的软管内的双悬臂能量收割机。（资料来源：Dartmouth学院的Thayer工程学院）
该团队创造了一种双悬臂结构，围绕起搏器的铅，具有结构的两个自由目的，可用于连接和随后的能量收集(图2)．最大输出为0.5V，在1 Hz时为0.5V，略高于20nW。通过在双悬臂尖端的尖端上增加31.6 mg的小型验证质量，功率输出增加了几个超过80％ - 增加的质量使得具有较大的弯曲曲率，导致来自收割机的较高电输出。
2.图示多孔压电能量采集器示意图(a);柔性多孔PVDF-TrFE薄膜(B);和扫描电子显微镜的薄膜横截面图像(C)。(来源:达特茅斯学院塞耶工程学院)
为了比较，今天的超低功耗可植入生物医学装置需要0.3μW用于心脏活性感测，10至100μW用于起搏器，用于耳蜗植入物100至2000μW，为神经记录1至10 MW。这种设计的优点是它是可扩展的：两个（或更多）单位可以并联连接，以便相应的功率输出增加。初始测试是使用机械振动器完成的，当然是模拟心肌的运动和起搏器引线的相应变形(图3)．
3.这种测试装置是基于一个普通成年人心血管系统的解剖解剖值;用21厘米长的软管表示上腔静脉(SVC) (a)。基于振动器的测试平台模拟心肌的运动(B)。
的国立卫生研究院院长改革研究奖是高风险，高奖励研究计划的一部分，支持“提出具有固有风险和未经危险的变革项目的个人或团队，但有可能创建或推翻基本范式，可能需要非常大的预算。”
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