Inteligentné hodinky a iné nositeľné zariadenia sú stále lepšie a lepšie, pokiaľ ide o monitorovanie našich životných funkcií a iných biometrických údajov. Ale čo keby používatelia namiesto pripútania na nositeľné zariadenie mohli sledovať svoje telo procesy vstreknutím bezdrôtového implantovateľného čipu na meranie ich zdravia zvnútra ich telá? A čo ak by bol čip takmer nepredstaviteľne malý, veľký asi ako prachový roztoč a viditeľný iba pri skúmaní pod mikroskopom?
Obsah
- Nová generácia technológie na sledovanie zdravia
- Veci môžu byť ešte menšie
To je to, čo vyvinuli inžinieri na Columbia University School of Engineering and Applied Science. V spolupráci s popredným svetovým gigantom vo výrobe čipov vytvorili ultrazvukom poháňaný, injekčný, plne fungujúci jednočipový systém, ktorý je taký malý, že by sa jedného dňa mohol dostať do ľudského tela injekčnou ihlou. Akonáhle tam budú, veria, že by sa to mohlo použiť na monitorovanie v tele, čo by znamenalo vek zdravotná technológia, ktorá ďaleko presahuje súčasnú funkčnosť, ktorú ponúka zariadenie na sledovanie zdravia, ako je a
Apple Watch.
„Najzaujímavejšia je veľkosť čipu,“ Kenneth Shepard, profesor biomedicínskeho inžinierstva na Columbii, povedal pre Digital Trends. „Nie je to len veľkosť, ale aj fakt, že čip je celý elektronický systém. Čipy sú zvyčajne súčasťou väčších systémov, ktoré obsahujú ďalšie komponenty, aby fungovali.“
Odporúčané videá
Napríklad mobilný telefón obsahuje množstvo čipov, dosiek, obalov, antén a batérie. To isté platí pre väčšinu implantovanej elektroniky, či už ide o kardiostimulátory alebo stimulátory miechy. Aj keď sú dostatočne malé na to, aby sa zmestili do ľudského tela, napriek tomu zaberajú veľa objemu. Na druhej strane čip-as-system (CaS) zariadenie dokáže skomprimovať jeden integrovaný obvod do ohromujúco malého formátu. Nemá žiadne vodiče a môže byť integrovaný s akýmikoľvek ďalšími potrebnými prevodníkmi (v tejto štúdii piezoelektrické kryštály).
Shepard povedal, že podľa jeho názoru "zariadenia CaS sú budúcnosťou implantovateľných zariadení pre všetky druhy aplikácií."
Nová generácia technológie na sledovanie zdravia
Čipy boli vytvorené s pomocou Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, rovnako polovodičový gigant, ktorý vyrába čipy pre procesory Apple série A a M, spolu s množstvom iní.
„Tieto čipy vznikajú tak, že sa začína štandardnou komplementárnou zlievarňou kovov, oxidov a polovodičov proces, ktorý sa používa pre čipy používané v počítačoch, mobilných telefónoch [a] automobiloch,“ povedal Shepard. „Používame TSMC pre fab, čo je najväčšia zlieváreň polovodičov na svete. Keď dostaneme čipy späť [do laboratória], musíme urobiť dve veci: Musíme integrovať piezoelektrické meniče potrebné na prepojenie s ultrazvukom a samotný čip potrebujeme odrezať a stenšiť na požadované veľmi malé rozmery tu."
V súčasnosti sa podľa neho dajú čipy použiť na snímanie teploty. Táto práca sa spočiatku vykonáva ako súčasť väčšieho úsilia zameraného na spôsoby monitorovania hojenia rán, hoci potenciálne aplikácie idú ďaleko za to. Shepard poznamenal, že „tu možno vycítiť veľa iných vecí a na týchto aktívne pracujeme. Jedným z najzaujímavejších je špecifické rozpoznávanie biomarkerov. Niektoré z biomarkerov, ktoré majú záujem zhromažďovať, zahŕňajú okrem iného krvný tlak, glukózu a dýchanie.
V konečnom dôsledku by injekčné čipy, ako je tento, mohli hrať cennú úlohu pri diagnostike a pomoci pri liečbe špecifických ochorení u pacientov. Akonáhle vstúpia do tela, ambíciou tímu je umožniť čipom komunikovať informácie z tela prostredníctvom ultrazvuku. To znamená, že jeden z týchto čipov by sa mohol vstreknúť do špecifickej časti pacienta a potom by bol schopný poskytnúť údaje o zmenách v reálnom čase.
Veci môžu byť ešte menšie
Zatiaľ je to nedokončená práca. Čipy sa ešte musia vstreknúť do ľudského subjektu a v súčasnosti sú skôr dôkazom koncepcie toho, aký malý čip je možné vyrobiť. Ako pri každom medicínskom prielome, aj tento bude musieť prejsť množstvom klinických skúšok, kým bude šanca, že bude dostupný na trhu.
Nemyslite si, že tím dosiahol spodný koniec spektra veľkostí, pokiaľ ide o to, aké malé môžu byť jeho čipy. Akokoľvek oslnivé to môže byť ukážka miniaturizácie v akcii, Shepard povedal, že je potrebné urobiť ešte veľa.
"Áno, môžeme," povedal v odpovedi na otázku, či budúce žetóny môžu byť menšie. "Zostaňte naladení. O ďalších veciach, na ktorých pracujeme, ešte nechcem príliš hovoriť, ale na menšom – v skutočnosti oveľa menšom – sa určite pracuje.“
Nedávno bol vydaný dokument popisujúci prácu s názvom „Aplikácia implantovateľného mote s veľkosťou menšou ako 0,1 mm3 na bezdrôtové snímanie teploty in vivo v reálnom čase“. publikované v časopise Science Advances.
Odporúčania redaktorov
- Táto žiarovka dokáže sledovať váš spánok a tepovú frekvenciu na diaľku
- Nositeľná technológia IBM monitoruje vaše zdravie kontrolou sily vašich rúk
