Βιοηλεκτρονικό εμφύτευμα που ελέγχεται από μαγνήτη μπορεί να ανακουφίσει τον πόνο

Sharing is caring!

Βιοηλεκτρονικό εμφύτευμα που ελέγχεται από μαγνήτη μπορεί να ανακουφίσει τον πόνο
Image credit: Rice University

Μια ομάδα μηχανικών από το Πανεπιστήμιο Rice δημιούργησε το πρώτο εμφύτευμα (τύπου magnetoelectric neural implant) που μπορεί να προγραμματιστεί και να φορτιστεί εξ αποστάσεως με μαγνητικό πεδίο.

Η ανακάλυψη τους είναι ιδιαίτερα λειτουργική σε πραγματικές συνθήκες, και όχι απλά σε δοκιμές εργαστηρίου. Για παράδειγμα αυτά τα εμφυτεύματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως μονάδα διέγερσης του νωτιαίου μυελού μέσω ενός εξωτερικού μαγνητικού πομπού που λειτουργεί με μπαταρία και είναι τοποθετημένο π.χ στη ζώνη του παντελονιού.

Το ολοκληρωμένο μικροσύστημα, που ονομάζεται MagNI ενσωματώνει μαγνητοηλεκτρικούς μετατροπείς. Αυτά επιτρέπουν στο τσιπ να συλλέγει ισχύ από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο έξω από το σώμα.

Το σύστημα αναπτύχθηκε από τον Kaiyuan Yang,, τον Jacob Robinson, τον Zhanghao Yu, και τον Joshua Chen.

Ο Kaiyuan Yang παρουσίασε το έργο στο Διεθνές Συνέδριο Κυκλωμάτων Στερεάς Κατάστασης στο Σαν Φρανσίσκο.

Το MagNI στοχεύει σε εφαρμογές που απαιτούν προγραμματιζόμενη, ηλεκτρική διέγερση νευρώνων, για παράδειγμα για να βοηθήσουν ασθενείς με επιληψία ή νόσο του Πάρκινσον κ.λπ.

«Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα μαγνητικό πεδίο για να ενεργοποιήσουμε ένα εμφύτευμα και επίσης να προγραμματίσουμε το εμφύτευμα να προβεί σε διάφορες ενέργειες», είπε ο Yang. «Με την ενσωμάτωση μαγνητοηλεκτρικών μετατροπέων με τεχνολογίες CMOS (συμπληρωματικός ημιαγωγός μετάλλου-οξειδίου), παρέχουμε μια βιοηλεκτρονική πλατφόρμα για πολλές εφαρμογές. Το CMOS είναι ισχυρό, αποδοτικό και φθηνό για εργασίες ανίχνευσης και επεξεργασίας σήματος».

Ο Kaiyuan Yang επισήμανε: Το MagNI έχει σαφή πλεονεκτήματα έναντι των τρεχουσών μεθόδων διέγερσης, όπως υπερήχους, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, επαγωγική σύζευξη και άλλες διάφορες τεχνολογίες οπτικής ακτινοβολίας. Το μαγνητοηλεκτρικό αποτέλεσμα που χρησιμοποιούμε έχει πολλά οφέλη σε σχέση με τις βασικές μεθόδους μεταφοράς ενέργειας και δεδομένων».

«Με το MagNI οι ιστοί δεν απορροφούν μαγνητικά πεδία όπως είθισται να συμβαίνει με άλλους τύπους εκπεμπόμενων σημάτων, ενώ το κυριότερο είναι ότι δεν θερμαίνουν τους ιστούς όπως η ηλεκτρομαγνητική και οπτική ακτινοβολία ή επαγωγική σύζευξη. Όσον αφορά τον υπέρηχο είναι γεγονός πως δεν δημιουργεί ζητήματα θέρμανσης των ιστών, όμως τα κύματα αντανακλώνται στα μαλλιά, το δέρμα, τα οστά ή και σε άλλουν μύες».

Τα εξαρτήματα της πρωτότυπης συσκευής περιέχουν ένα εύκαμπτο υπόστρωμα πολυϊμιδίου με μόνο τρία συστήματα: ένα μαγνητοηλεκτρικό φιλμ 2 έως 4 χιλιοστών που μετατρέπει το μαγνητικό πεδίο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, ένα τσιπ CMOS και έναν πυκνωτή για την προσωρινή αποθήκευση της ενέργειας.

Στην τρέχουσα γενιά τσιπ, η ενέργεια και οι πληροφορίες μεταδίδονται μόνο με έναν τρόπο, αλλά ο Yang είπε ότι η ομάδα του εργάζεται σε διάφορες αμφίδρομες τεχνικές επικοινωνίας για να διευκολύνει τη συλλογή δεδομένων από τα εμφυτεύματα, ούτως ώστε αυτή η μικρή συσκευή να επιτρέπει περισσότερες πρακτικές εφαρμογές.

Διαβάστε το άρθρο εδώ

Post Author: admin