Инжектират чип в тялото с обикновена игла

Продължаващата миниатюризация на електрониката отваря някои вълнуващи възможности, когато става въпрос за това какво можем да поставим по/в телата си, за да наблюдаваме и подобряваме здравето си.  Инженерите от Колумбийския университет демонстрираха екстремна версия на тази технология, разработвайки най-малката едночипова система, създавана някога. Тя може да бъде имплантирана с подкожна игла. Под кожата чипът може да служи за измерване на температурата вътре в тялото, а може би и много повече.

От импланти с размер на калинки, които проследяват нивата на кислород в дълбоките телесни тъкани, до миниатюрни сензори тип „невронна прах”, които наблюдават нервните сигнали в реално време – учените постоянно изследват нови възможности за функционалността на малките електронни устройства.

Имплантът, разработен от инженерите от Колумбийксия университет, открива нови хоризонти пред науката: най-малката едночипова система в света която представлява напълно функционална електронна схема с общ обем под 0,1 куб. мм. Това го прави толкова малък, колкото домашен прахов акар, отбелязва NewAtlas.

Чипът е и далеч по-малък от най-малкия компютър в света, устройство с форма на куб с размери 0,3 мм от всяка страна. Видим само под микроскоп, малкият чип се нуждае от малко нестандартно мислене, особено когато става въпрос за начина, по който комуникира и се захранва.

Малката електронна джаджа може да борави с радиочестотни (RF) модули за предаване и приемане на електромагнитни радиосигнали, но тези дължини на вълните са твърде големи, за да се използват при толкова малко устройство. Ултразвуковите дължини на вълните, от друга страна, са далеч по-малки. Затова екипът е включили пиезоелектричен преобразувател, който действа като „антена” за безжично захранване и комуникация чрез ултразвук.

Това се комбинира с вграден температурен сензор, за да превърне чипа в сонда за температурно отчитане в реално време. В резултат чипът може да наблюдава телесната температура, а също и колебанията в температурата, породени от терапевтичното приложение на ултразвук.

Възможностите на импланта бяха демонстрирани при живи мишки, където той се използва за ултразвукова невростимулация. В рамките на експеримента до седем микрочипа бяха имплантирани в мишките наведнъж – чрез интрамускулно инжектиране със спринцовка.

Учените си представят, че тези видове чипове ще могат да се имплантират в човешкото тяло и след това да предават безжично информация за това какво измерват чрез ултразвук. В сегашната си форма това е ограничено до телесната температура. Но други възможности включват измерване на кръвно налягане, нива на глюкоза и дихателна функция.

„Искахме да видим докъде можем да разширим границите на това колко малък функциониращ чип можем да направим”, казва Кен Шепърд, ръководител на изследването, публикувано в научното издание Science Advances.

„Това е нова идея за „чип като система” – това е чип, който сам по себе си е напълно функционираща електронна система, без да се нуждае от каквото и да било друго. Подобно устройство е революционно за разработването на безжични, миниатюризирани имплантируеми медицински устройства, които могат да измерват различни неща, да се използва в клинични приложения и в крайна сметка да бъдат одобрени за употреба от хора”, пояснява Шепърд.