Älykellot ja muut puettavat laitteet paranevat jatkuvasti, kun on kyse elintoimintojemme ja muiden biometristen tietojen tarkkailusta. Mutta entä jos käyttäjät voisivat sen sijaan valvoa kehoaan sen sijaan, että he olisivat kiinnittäneet rannekeeseen prosesseja ruiskuttamalla langaton, implantoitava siru mittaamaan heidän terveytensä heidän sisältä ruumiit? Entä jos kyseinen siru olisi lähes käsittämättömän pieni, noin pölypunkin kokoinen ja näkyvissä vain mikroskoopilla tarkasteltuna?
Sisällys
- Terveyden seurantateknologian seuraavan sukupolven
- Asiat voivat mennä vieläkin pienemmiksi
Tätä Columbia University School of Engineering and Applied Science -koulun insinöörit ovat kehittäneet. Yhteistyössä maailman johtavan siruvalmistusjätin kanssa he ovat luoneet ultraäänellä toimivan, injektoitavan, täysin toimiva yksisiruinen järjestelmä, joka on niin pieni, että se voisi jonain päivänä päästä ihmiskehoon ihonalaisen neulan kautta. Siellä he uskovat, että sitä voitaisiin sitten käyttää kehon sisäiseen seurantaan, mikä aloittaa vuoden iän terveysteknologia, joka menee paljon pidemmälle kuin nykyiset toiminnallisuudet, joita tarjoaa terveyden seurantalaite, kuten the
Apple Watch.
"Mielenkiintoisinta on sirun koko" Kenneth Shepard, biolääketieteen tekniikan professori Columbiassa, kertoi Digital Trendsille. ”Kyse ei ole vain koosta, vaan siitä, että siru on koko elektroninen järjestelmä. Normaalisti sirut ovat osa suurempia järjestelmiä, jotka sisältävät muita komponentteja, jotta ne toimisivat."
Suositellut videot
Esimerkiksi matkapuhelin sisältää runsaasti siruja, levyjä, pakkauksia, antenneja ja akkua. Sama koskee suurinta osaa implantoidusta elektroniikasta, olivatpa ne sydämentahdistimia tai selkäydinstimulaattoreita. Vaikka ne ovat tarpeeksi pieniä mahtuakseen ihmiskehoon, ne vievät kuitenkin paljon tilavuutta. Siru-as-system (CaS) -laite sen sijaan onnistuu pakkaamaan yhden integroidun piirin hämmästyttävän pieneen muotoon. Siinä ei ole johtoja ja se voidaan integroida kaikkiin tarvittaviin lisäantureisiin (tässä tutkimuksessa pietsosähköiset kiteet).
Shepard sanoi, että hänen mielestään "CaS-laitteet ovat implantoitavien tulevaisuus kaikenlaisiin sovelluksiin."
Terveyden seurantateknologian seuraavan sukupolven
Sirut luotiin saman Taiwan Semiconductor Manufacturing Companyn avustuksella puolijohdejätti, joka valmistaa sirut Applen A- ja M-sarjan prosessoreille sekä runsaasti muut.
"Nämä sirut luodaan aloittamalla tavallisesta täydentävästä metallioksidi-puolijohdevalimosta prosessi, sama, jota käytetään tietokoneissa, matkapuhelimissa ja [ja] autoissa käytettyihin siruihin", sanoi Shepard. ”Käytämme TSMC: tä fabille, joka on maailman suurin puolijohdevalimo. Kun saamme sirut takaisin [laboratorioon], meidän on tehtävä kaksi asiaa: Meidän on integroitava pietsosähköiset muuntimet tarvitaan liitäntä ultraääneen, ja meidän on leikattava ja ohennettava itse siru vaadittuihin erittäin pieniin mittoihin tässä."
Tällä hetkellä siruja voidaan hänen mukaansa käyttää lämpötilan mittaamiseen. Tätä työtä tehdään alun perin osana laajempaa ponnistusta, jossa etsitään tapoja seurata haavan paranemista, vaikka mahdolliset sovellukset menevätkin paljon pidemmälle. Shepard huomautti, että "täällä voidaan aistia monia muita asioita, ja työskentelemme aktiivisesti näiden parissa. Yksi kiehtovimmista on biomarkkerien erityinen tunnistaminen. Joitakin biomarkkereita, joista he ovat kiinnostuneita keräämään, ovat muun muassa verenpaine, glukoosi ja hengitys.
Viime kädessä tämän kaltaisilla injektoivilla siruilla voi olla arvokas rooli potilaiden tiettyjen sairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa. Kun sirut ovat päässeet kehoon, joukkueen tavoitteena on antaa sirujen välittää tietoa kehosta ultraäänen avulla. Tämä tarkoittaa, että yksi näistä siruista voitaisiin ruiskuttaa tiettyyn potilaan osaan, ja se voisi sitten tarjota reaaliaikaista tietoa muutoksista.
Asiat voivat mennä vieläkin pienemmiksi
Toistaiseksi tämä on työn alla. Siruja ei ole vielä ruiskutettu ihmisiin, ja ne ovat tällä hetkellä enemmän todisteita siitä, kuinka pieni siru on mahdollista tehdä. Kuten mikä tahansa lääketieteellinen läpimurto, tämäkin on läpäistävä runsaasti kliinisiä tutkimuksia, ennen kuin se saatetaan markkinoille.
Älä usko, että joukkue on saavuttanut kokospektrin alimman pään sen suhteen, kuinka pieniksi sen pelimerkit voivat olla. Niin häikäisevä kuin tämä onkin esittelynä miniatyrisoinnista toiminnassa, Shepard sanoi, että tehtävää on paljon.
"Kyllä, voimme", hän vastasi kysymykseen, voivatko tulevat pelimerkit muuttua pienemmiksi. "Pysy kanavalla. En halua sanoa vielä liikaa muista asioista, joiden parissa työskentelemme, mutta pienempiä – itse asiassa paljon pienempiä – on varmasti työn alla.”
Työtä kuvaava paperi, jonka otsikko on "Application of a -0,1 mm3 implantable mote for in vivo reaaliaikainen langaton lämpötilan mittaus", julkaistiin äskettäin. julkaistu Science Advances -lehdessä.
Toimittajien suositukset
- Tämä hehkulamppu voi seurata untasi ja seurata sykettäsi kaukaa
- IBM: n puettava tekniikka tarkkailee terveyttäsi tarkistamalla kätesi vahvuuden
