Разработан новый метод беспроводной подзарядки имплантатов
Прорыв в сфере беспроводных технологий может породить волну новых инструментов наблюдения за здоровьем, которые можно будет внедрить непосредственно в тело — в нашу печень, сердце и даже мозг. Новая технология, известная как «беспроводная передача среднего поля», может питать крошечные электронные устройства — сенсоры, кардио- и нервные стимуляторы, спрятанные в наших телах.
«С помощью этого метода можно смело передавать энергию крошечным имплантатам в органах, сердце и мозге, в пределах существующих систем ближнего поля», — говорит доктор Джон Хо, соавтор исследования, опубликованного Национальной академией наук. Главное — сделать эти устройства настолько небольшими, насколько это возможно.
Датчики могут быть встроены глубоко в нужные области тела, без необходимости размещения близко к коже. Встроенные устройства также не будут нуждаться в больших и громоздких батареях, что означает возможность их размещения в более чувствительных и плотных местах.
«Нам нужно сделать эти устройство настолько небольшими, насколько это возможно, чтобы было легче имплантировать их в тело и создавать новые методы лечения заболеваний и облегчения боли», — объясняет профессор Ада Пун, ведущий исследователь новой техники.
Современные имплантируемые устройства вроде кардиостимуляторов используют большие долговечные аккумуляторы, которые часто нуждаются в замене, тем самым требуя больше операций. Для беспроводной зарядки в ближнем поле подобных устройств их стоило бы размещать ближе к коже.
Команда Пун разработала новый тип волны ближнего поля, которая распространяется через кожу и ткани тела, а не отражается или поглощается, как обычные зарядные волны ближнего поля. Беспроводная зарядка излучает волны на уровне мощности мобильного телефона, поэтому считается безопасной для использования.
Исследователи продемонстрировали технологию передачи энергии на кролике и свинье, которые были оснащены кардиостимуляторами, работающими исключительно от питания беспроводной техники.
Открытие показывает большие возможности для медицинских имплантатов, которые используют электрическую стимуляцию для лечения болезни или облегчения боли и требуют, как правило, долгосрочного медикаментозного лечения. Такие болезни, как болезнь Паркинсона, уже облегчаются с помощью глубокой стимуляции мозга, контролирующей симптомы дрожи.
Помимо медицинского оборудования, одним из крупнейших камней преткновения для подобных устройств остается их питание. Беспроводная зарядка открывает возможности для встраивания фитнес-трекеров, биосенсоров, кардио- и сахарных мониторов, а также других миниатюрных электронных устройств.
«Лаборатория Пун решила сложную задачу безопасного питания имплантируемых микроустройств, что открывает пути для инноваций в этой сфере», — говорит Уильям Ньюсом, директор Стэнфордского института нейронаук.
Доказав, что техника работает на примере животных, Пун и ее команда готовятся к тестированию на людях, что потребует одобрения со стороны регулирующих органов безопасности и несколько лет, прежде чем технология будет сертифицирована для использования в медицинских приборах.
