Smartwatches e outros wearables estão cada vez melhores quando se trata de monitorar nossos sinais vitais e outros dados biométricos. Mas e se, em vez de usar um wearable, os usuários pudessem monitorar seu corpo processos injetando um chip implantável sem fio para medir sua saúde de dentro de seu corpos? E se esse chip fosse quase inimaginavelmente pequeno, do tamanho de um ácaro e visível apenas quando examinado ao microscópio?
Conteúdo
- A próxima geração de tecnologia de monitoramento de saúde
- As coisas podem ficar ainda menores
Foi isso que os engenheiros da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Columbia desenvolveram. Trabalhando com o gigante líder mundial na fabricação de chips, eles criaram um produto injetável, totalmente alimentado por ultrassom. sistema funcional de chip único que é tão pequeno que um dia poderia entrar no corpo humano por meio de uma agulha hipodérmica. Uma vez lá, eles acreditam que poderia ser utilizado para monitoramento corporal, inaugurando uma era de tecnologia de saúde que vai muito além da funcionalidade atual oferecida por um dispositivo de monitoramento de saúde como o
“O que é mais emocionante é o tamanho do chip”, Kenneth Shepard, professor de engenharia biomédica na Columbia, disse à Digital Trends. “Não é só o tamanho, mas o fato de o chip ser todo o sistema eletrônico. Normalmente os chips fazem parte de sistemas maiores que incluem outros componentes para fazê-los funcionar.”
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Um telefone celular, por exemplo, contém muitos chips, placas, embalagens, antenas e bateria. O mesmo se aplica à maioria dos dispositivos eletrônicos implantados, sejam eles marca-passos ou estimuladores da medula espinhal. Embora sejam pequenos o suficiente para caber no corpo humano, eles ocupam muito volume. Um dispositivo chip-as-system (CaS), por outro lado, consegue comprimir um único circuito integrado em um formato incrivelmente pequeno. Não possui fios e pode ser integrado com quaisquer transdutores adicionais necessários (neste estudo, cristais piezoelétricos).
Shepard disse que, em sua opinião, “os dispositivos CaS são o futuro dos implantáveis para todos os tipos de aplicações”.
A próxima geração de tecnologia de monitoramento de saúde
Os chips foram criados com o auxílio da Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, a mesma gigante de semicondutores que fabrica os chips para os processadores das séries A e M da Apple, junto com muitos outros.
“Esses chips são criados começando com uma fundição padrão de semicondutores de óxido metálico complementar processo, o mesmo usado para chips usados em computadores, telefones celulares e automóveis”, disse Shepard. “Usamos a TSMC para a fab, que é a maior fundição de semicondutores do mundo. Assim que devolvermos os chips [ao laboratório], teremos que fazer duas coisas: temos que integrar os transdutores piezoelétricos necessário para fazer a interface com o ultrassom, e precisamos cortar e afinar o próprio chip até as dimensões muito pequenas necessárias aqui."
Atualmente, disse ele, os chips podem ser usados para detectar temperatura. Este trabalho está sendo realizado inicialmente como parte de um esforço maior que busca maneiras de monitorar a cicatrização de feridas, embora as aplicações potenciais vão muito além disso. Shepard observou que “muitas outras coisas podem ser sentidas aqui e estamos trabalhando ativamente nisso. Um dos mais intrigantes é o reconhecimento específico de biomarcadores.” Alguns dos biomarcadores que eles estão interessados em coletar incluem pressão arterial, glicose e respiração, entre outros.
Em última análise, chips injetáveis como este poderiam desempenhar um papel valioso no diagnóstico e ajudar no tratamento de doenças específicas em pacientes. Depois de entrarem no corpo, a ambição da equipe é permitir que os chips comuniquem informações do corpo por meio de ultrassom. Isso significa que um desses chips poderia ser injetado em uma parte específica do paciente e, então, seria capaz de fornecer dados em tempo real sobre as alterações.
As coisas podem ficar ainda menores
Por enquanto, este continua sendo um trabalho em andamento. Os chips ainda não foram injetados em seres humanos e atualmente são mais uma prova de conceito de quão pequeno é possível fabricar um chip. Tal como acontece com qualquer avanço médico, este terá de passar por muitos ensaios clínicos antes de haver qualquer possibilidade de ser disponibilizado no mercado.
Não pense que a equipe atingiu o limite inferior do espectro de dimensionamento em termos de quão pequenos seus chips poderiam ficar. Por mais deslumbrante que isso possa ser como uma vitrine da miniaturização em ação, Shepard disse que há muito mais a ser feito.
“Sim, podemos”, disse ele, respondendo à questão de saber se os futuros chips podem ficar menores. "Fique atento. Não quero falar muito ainda sobre outras coisas em que estamos trabalhando, mas coisas menores – na verdade, muito menores – estão definitivamente em andamento.”
Um artigo que descreve o trabalho, intitulado “Aplicação de um mote implantável sub–0,1 mm3 para detecção de temperatura sem fio em tempo real in vivo”, foi recentemente publicado. publicado na revista Science Advances.
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