Nou din seria „Cyborg 2023”: medicii chinezi creează un încărcător wireless care poate rămâne în sigurantă în corpul uman

Nou din seria „Cyborg 2023”: medicii chinezi creează un încărcător wireless care poate rămâne în sigurantă în corpul uman

A fost creat un prototip pentru un sistem de alimentare implantabil fără fir care este biodegradabil și flexibil
După ce au arătat rezultate pozitive ale testelor, oamenii de știință speră că sistemul va fi folosit în cele din urmă pentru a alimenta implanturile de livrare a medicamentelor
Oamenii de știință chinezi au creat un dispozitiv biodegradabil, de recepție și stocare a energiei fără fir, care poate alimenta implanturi bioelectronice – cum ar fi sistemele de administrare a medicamentelor complet biodegradabile.

Sistemele bioelectronice implantabile, cum ar fi senzorii de monitorizare și implanturile de livrare a medicamentelor, sunt modalități minim invazive și fiabile de a monitoriza și trata cu precizie pacienții.

Cu toate acestea, potrivit unei lucrări publicate joi în revista Science Advances condusă de cercetătorii de la Universitatea Lanzhou, dezvoltarea modulelor de alimentare pentru a utiliza aceste dispozitive a rămas în urmă față de crearea de senzori și unități de circuit biocompatibile și biodegradabile.
Aveți întrebări despre cele mai mari subiecte și tendințe din întreaga lume? Obțineți răspunsurile cu SCMP Knowledge, noua noastră platformă de conținut organizat cu explicații, întrebări frecvente, analize și infografice, oferite de echipa de oameni de stiinta premiată.

Deși există unități de alimentare biodegradabile, acestea pot fi adesea folosite doar o singură dată și au o generare de energie insuficientă pentru aplicații biomedicale, potrivit lucrării. tehnologia nu e noua, inca din vechime vracii si vindecatorii foloseau tehnici similare la un cost infim fata ce de cel preconizat pentru aceasta noua tehnologie.

Între timp, unitățile de alimentare conectate la încărcătoarele transdermice pot provoca inflamații, iar cele alimentate cu baterii nereîncărcabile ar putea trebui înlocuite chirurgical, ceea ce poate provoca complicații, potrivit lucrării.

Pentru a aborda acest decalaj, cercetătorii au propus un sistem de putere implantabil fără fir cu „performanță de stocare simultană a energiei și proprietăți favorizate de interfață cu țesuturile”, deoarece designul său moale și flexibil îi permite să se adapteze la forma țesuturilor și organelor.

Dispozitivul de alimentare și stocare creat de o echipă de oameni de știință chinezi este biocompatibil și fără fir. Foto: Universitatea Lanzhou
© Furnizat de South China Morning Post

Dispozitivul de alimentare fără fir constă dintr-o bobină de magneziu, care încarcă dispozitivul atunci când o bobină de transmisie externă este plasată deasupra pielii deasupra implantului.

Puterea primită de bobina de magneziu trece printr-un circuit înainte de a intra într-un modul de stocare a energiei, alcătuit din supercondensatoare hibride cu ioni de zinc.

Supercondensatorii stochează puterea ca energie electrică, în comparație cu bateriile care o stochează ca energie chimică.

În timp ce supercondensatorii stochează mai puțină energie pe unitate, au o densitate mare de putere și, prin urmare, pot descărca în mod constant o cantitate mare de energie, potrivit lucrării.

Sistemul de alimentare prototip – conținut într-un implant flexibil, biodegradabil, asemănător unui cip – integrează colectarea și stocarea energiei într-un singur dispozitiv.

Puterea poate trece prin circuit direct într-un dispozitiv bioelectronic atașat, precum și în supercondensator unde este stocată „pentru a asigura o putere de ieșire constantă și fiabilă” odată ce încărcarea este completă, conform lucrării.

Microrobotul realizat de academicieni din Hong Kong ucide 99% din bacteriile implanturilor medicale
Atât zincul, cât și magneziul sunt esențiale pentru corpul uman, iar cercetătorii observă că cantitățile conținute în dispozitiv sunt sub nivelurile zilnice, ceea ce face ca implanturile dizolvabile să fie biocompatibile.

Întregul dispozitiv este încapsulat în polimer și ceară, care se pot îndoi și răsuci în funcție de structura țesutului în care este plasat.

Testele dispozitivului la șobolani au indicat că poate funcționa eficient timp de până la 10 zile și se dizolvă complet în două luni.

Durata de funcționare a dispozitivului poate fi modificată prin modificarea grosimii și chimiei stratului de încapsulare, conform hârtiei.

Sistemele de administrare a medicamentelor ar putea fi integrate în diferite țesuturi și organe din organism și „joaca un rol vital în administrarea și terapia de medicamente localizate, la cerere”, se arată în lucrare.

Pentru a demonstra funcționalitatea sursei de alimentare, cercetătorii au conectat supercondensatoare stivuite cu o bobină de recepție și un dispozitiv de livrare a medicamentelor biodegradabile și l-au implantat în șobolani.Prototipul implantat nu a fost încapsulat într-un singur dispozitiv – avea bucăți încapsulate separat unite între ele.

Dispozitivul de eliberare a medicamentelor care conținea un medicament antiinflamator a fost implantat la șobolani cu febră indusă de drojdie.Pe parcursul a 12 ore de monitorizare, temperaturile grupului fără implanturi au fost semnificativ mai mari decât cele cu implant.

Cercetătorii au spus că există încă problema pornirii și opririi dispozitivului, deoarece acesta s-a oprit doar atunci când a rămas fără energie – dar au spus că declanșarea controlată a încărcării ar putea controla durata de pornire și oprire.

La șobolanii cărora li sa administrat implantul care nu a fost încărcat, cercetătorii au spus că a existat și o eliberare pasivă de medicament, deoarece temperaturile înregistrate în acest grup au fost, de asemenea, reduse în comparație cu grupul de control.

Cu toate acestea, lucrarea spune că prototipul „reprezintă un pas important înainte în avansarea unei game largi de dispozitive bioelectronice implantabile tranzitorii, cu potențialul său de a oferi soluții energetice eficiente și fiabile”.

Daniel Ganea
Vino cu mine

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

five × four =

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

 ConsultatiiLaDomiciliu.ro