Avage keskmine sülearvuti ja näete kahte asja: poole dollari suurune protsessor ja selle toiteks vajaminevad suhteliselt massiivsed osad - eriti aku.
Sama kehtib elektrooniliste meditsiiniliste implantaatide, näiteks südamestimulaatorite kohta. Kuid inimkehas pole sageli ruumi suurele elektripaketile. Nii on Stanfordi ülikooli tehnikakõrgkooli elektrotehnika abiprofessori Ada Pooni juhitud teadlaste meeskond välja töötanud viisi kehasse implanteeritud seadmete juhtmevabaks laadimiseks - võimaldades meditsiiniseadmeid nii väikesteks kui riisitera.
Meeskonna laadimissüsteem on tehnoloogia, mida kasutatakse elektriliste hambaharjade, nutitelefonide ja muude väikeste seadmete toiteks. Nendes seadistustes läbib elekter jõuallikas asuvat mähist, luues elektromagnetilise välja. Seadme vastav mähis kogub sellelt väljalt energiat, mis kutsub esile voolu, mis võib seadet toita või akut laadida. Seda tüüpi laine, mida nimetatakse lähiväljaks, ei saa aga liikuda väga kaugele ega läbi kudede.
Kui südame lähedal on südamestimulaatoril ruumi, pakuvad teised kehaosad vähem tööd. Näiteks ajus ei ole implantaadil ruumi ravipaigas istuda. Selle asemel peaksid arstid paigutama selle suhteliselt avatud alale, näiteks kaela taha, ja kasutama sihtpunkti jõudmiseks juhtmeid.
"Me pole kaugeltki esimesed inimesed, kes teevad meditsiiniliste implantaatide toidet juhtmevabalt, " selgitab uuringu kaasautor John Ho. “[Implantaate] kasutatakse näiteks kohleaarsete implantaatide jaoks, kuid [jõuallikas] ise peab olema üsna suur ja implantaat olema väga pinnapealne. Nad ei jõua keha olulistesse kohtadesse, nagu süda või aju. ”
Seetõttu on Pooni töö eesmärk uurida, kuidas kasutada „bioloogilisi kudesid energia transportimiseks”, ”ütles ta. Tema 2-mm-3-mm elektrooniline implantaat jõuab keha kaudu krediitkaardisuuruse allikaga (laaditakse iseseisvalt) väljaspool seda.
Tema meeskond leidis ainulaadse meetodi lainetega manipuleerimiseks nii, et need leviksid ja läbiksid elavat kudet. Toiteallikas genereerib kindla mustriga lähivälja elektromagnetilisi laineid. Kui impulsid löövad kokku eluskoega ja interakteeruvad nendega, muutuvad need uut tüüpi laineks, mida nimetatakse keskväljaks. "Kui asetate [meie jõuallika] keha kohale, muudavad teie koe omadused lained tegelikult ümber, " selgitab.
Implantaat on osa meditsiiniteraapiate klassist, mida tuntakse nimega "elektrokeemilised ravimid".
Paljud meie keha funktsioonid on oma olemuselt elektrilised, nii et närvikiudude lähedusse paigutatud elektrooniline implantaat võiks pakkuda väikseid impulsse, mis pakuvad sihipärasemat teraapiat kui kogu maailmas tegutsevad ravimid.
"Tahame teada, kas elektroonikat saab kasutada haiguste raviks ravimteraapia täiendusena või ravimteraapia asendajana, " ütleb Poon
Siiani näib meetod ohutu. Meeskond suutis edastada jõudu sea implantaadile - inimesele sarnasele loomale - ja seada küüliku südame töötempo. Ja lahe piirkonnas asuv sõltumatu labor leidis, et Pooni süsteemi tekitavad raadiolained pole mobiiltelefoni omast ohtlikumad.
Ta loodab inimkatsetega alustada aasta jooksul. Esialgsed uuringud keskenduvad valu leevendamisele. Kuid Ho sõnul on see vaid jäämäe tipp; meeskond teeb koostööd ülikooli meditsiinikooli laboritega, et leida potentsiaalseid kasutusvõimalusi muudeks haigusseisunditeks, milleks võivad olla epilepsia, Parkinsoni või kusepidamatus.
Möödub mitu aastat, enne kui Pooni omalaadne süsteem jõuab tarbija meditsiiniseadmeteni. Kuid elektroonilise meditsiini uue ajastu etapp on kindlasti paika pandud.
