Deschideți laptopul mediu și veți vedea două lucruri: un procesor despre mărimea unui jumătate de dolar și părțile relativ masive necesare pentru a-l alimenta - în special bateria.
Același lucru este valabil și pentru implanturile medicale electronice, cum ar fi stimulatoarele cardiace. Dar în interiorul corpului uman, nu există adesea loc pentru un set mare de alimentare. Așadar, o echipă de cercetători, condusă de Ada Poon, profesor asistent de inginerie electrică la Școala de Inginerie a Universității Stanford, a dezvoltat o modalitate de a încărca fără fir dispozitivele implantate în interiorul corpului - permițând dispozitive medicale la fel de mici ca un bob de orez.
Sistemul de încărcare a echipei este o problemă pentru tehnologia folosită pentru alimentarea periuțelor electrice, smartphone-urilor și a altor dispozitive mici. În acele setări, energia electrică trece printr-o bobină într-o sursă de energie, creând un câmp electromagnetic. O bobină corespunzătoare în dispozitivul în sine colectează energie din acel câmp, ceea ce induce un curent care poate alimenta dispozitivul sau încărca o baterie. Acest tip de undă, cunoscut sub numele de „câmp aproape”, nu poate călători foarte departe sau să treacă prin țesut.
În timp ce există loc pentru un stimulator cardiac cu un pachet de baterii lângă inimă, alte părți ale corpului oferă mai puțină zonă cu care să lucrezi. De exemplu, în creier, nu există loc pentru ca un implant să stea chiar la un loc de tratament. În schimb, medicii ar trebui să-l plaseze acolo unde există o zonă relativ deschisă, cum ar fi partea din spate a gâtului, și să folosească fire pentru a ajunge la locul vizat.
„Nu suntem în niciun caz primii oameni care efectuează alimentarea fără fir pentru implanturi medicale”, explică John Ho, un student absolvent care a fost coautor al studiului. „[Plantele sunt] utilizate pentru lucruri precum implanturile cohleare, dar [sursa de energie] în sine trebuie să fie destul de mare, iar implantul trebuie să fie foarte superficial. Nu pot ajunge în locurile importante ale corpului, cum ar fi inima sau creierul. "
De aceea, lucrarea lui Poon își propune să exploreze modul de utilizare a „țesutului biologic pentru a transporta energia”, spune ea. Implantul ei electronic de 2 mm-cu-3 mm este alimentat prin corp cu o sursă cu cardul de credit (încărcat independent) în afara acestuia.
Echipa ei a găsit o metodă unică de a manipula valurile astfel încât acestea să se propage și să treacă prin țesutul viu. Sursa de energie generează unde electromagnetice de câmp aproape dintr-un model specific. Pe măsură ce pulsurile se lovesc și interacționează cu țesutul viu, ele devin un nou tip de undă, numit „câmpul mijlociu”. „Când așezați [sursa noastră de putere] peste corp, proprietățile țesutului dvs. convertesc efectiv undele”, a spus ea. explica.
Implantul face parte dintr-o clasă de terapii medicale cunoscute sub numele de „electroceutice”.
Multe dintre funcțiile corpului nostru sunt de natură electrică, astfel încât un implant electronic plasat aproape de o fibră nervoasă ar putea furniza pulsuri mici care oferă o terapie mai orientată decât medicamentele, care acționează la nivel global.
„Vrem să vedem dacă electronica poate fi folosită pentru a trata bolile ca o completare a terapiei medicamentoase sau ca un înlocuitor al terapiei medicamentoase”, spune Poon
Metoda pare până acum sigură. Echipa a fost capabilă să transmită puterea unui implant la un porc - un animal similar unui om la scară - și să stabilească ritmul inimii unui iepure. Și un laborator independent din zona Golfului a descoperit că undele radio produse de sistemul Poon nu sunt mai periculoase decât cele ale unui telefon mobil.
Ea speră să înceapă încercările umane într-un an. Studiile inițiale se vor concentra pe gestionarea durerii .. Dar Ho spune că acesta este doar vârful aisbergului; echipa lucrează cu laboratoarele de la școala medicală a universității pentru a găsi potențiale utilizări pentru alte afecțiuni, care pot include epilepsie, Parkinson sau incontinență urinară.
Vor trece câțiva ani până când un sistem precum Poon va ajunge la dispozitive medicale de consum. Dar, cu siguranță, s-a stabilit etapa pentru o nouă eră a medicinei electronice.
