Bezdrôtový systém umožní implantátom prenos údajov cez ióny v tkanive
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 22. 4. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Prenos údajov z lekárskych implantátov v tele môže byť zložitý, no vedci z Kolumbijskej univerzity teraz vyvinuli novú techniku, ktorá v podstate zapisuje údaje do iónov v ľudskom tkanive, odkiaľ ich potom možno čítať z prijímača mimo tela vysokou prenosovou rýchlosťou.
Implantovateľné elektronické zariadenia sú dôležité pre zdravotníctvo, pretože môžu monitorovať činnosť srdca, mozgu alebo iných orgánov a upozorňovať lekárov na problémy. Dostať tieto údaje z tela von je však problematické. Vedenie káblov cez tkanivo môže predstavovať riziko infekcie, zatiaľ čo bezdrôtové technológie, ako je rádio, svetlo, ultrazvuk a Bluetooth signál, nepreniknú do ľudského tkaniva veľmi efektívne.
V rámci novej štúdie preto vedci z Kolumbijskej univerzity vyvinuli novú techniku, ktorá dokáže bezdrôtovo prenášať údaje s využitím vlastnej komunikačnej metódy tela. Bunky v tele si na vzájomnú komunikáciu vymieňajú ióny, takže tím využil potenciálnu elektrickú energiu uloženú v tkanivách.
Nová metóda iónovej komunikácie sa začína implantovaním dvojice elektród do tkaniva, ktoré dokážu zakódovať údaje zo zariadenia v striedavých elektrických impulzoch, a potom túto energiu uložia do iónov vo vnútri tkaniva. Ďalšia dvojica elektród sa môže umiestniť na povrch tkaniva, napríklad na kožu, aby prijala uloženú energiu a dekódovala údaje.
Tím tvrdí, že táto technika by sa mohla použiť na prenos údajov cez tkanivo až do hĺbky 10 centimetrov, pričom by sa stratilo menej signálu ako pri rádiofrekvenčnej komunikácii v akejkoľvek hĺbke. Rýchlosť prenosu bola tiež vyššia ako pri iných technikách, pričom vedci zaznamenali rýchlosť až 60 MHz. Navyše stále zostáva priestor na optimalizáciu technológie.
Pri testoch na živých potkanoch výskumníci spojili tieto iónové komunikačné systémy s implantátmi nervového rozhrania. V priebehu niekoľkých týždňov dokázali zariadenia úspešne prenášať údaje do externých prijímačov a boli dostatočne presné na to, aby zachytili signály z jednotlivých neurónov.
Tím tvrdí, že iónová komunikácia si vyžaduje nižšie napätie a výkon ako iné bezdrôtové technológie, čo by ju malo urobiť životaschopnejšou pre implantáty. Zariadenia využívajúce túto techniku by sa tiež dali pomerne ľahko vyrobiť z mäkkých, biokompatibilných materiálov. Vedci hovoria, že ďalším krokom je vytvorenie a otestovanie implantovateľného biosenzora s použitím organických tranzistorov, ktoré môžu využívať iónovú komunikáciu.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science Advances.
