Pametne ure in druge nosljive naprave postajajo vse boljše in boljše, ko gre za spremljanje vitalnih znakov in drugih biometričnih podatkov. A kaj, ko bi uporabniki lahko namesto tega, da bi si pripeli nosljivo napravo, spremljali svoje telo procese z vbrizgavanjem brezžičnega čipa za vsaditev za merjenje njihovega zdravja iz njihove notranjosti telesa? In kaj, če bi bil omenjeni čip skoraj nepredstavljivo majhen, približno velik kot pršica in viden le, če bi ga pregledali pod mikroskopom?
Vsebina
- Naslednja generacija tehnologije za sledenje zdravju
- Stvari lahko postanejo še manjše
To so razvili inženirji na Univerzi Columbia School of Engineering and Applied Science. V sodelovanju z vodilnim svetovnim gigantom za proizvodnjo čipov so ustvarili ultrazvočni, vbrizgalni, popolnoma delujoč sistem z enim čipom, ki je tako majhen, da bi lahko nekega dne vstopil v človeško telo s podkožno iglo. Ko so tam, verjamejo, da bi ga lahko uporabili za spremljanje v telesu, s čimer bi dosegli starost leta zdravstvena tehnologija, ki močno presega trenutno funkcionalnost, ki jo ponujajo naprave za spremljanje zdravja, kot je the
Apple Watch.
"Najbolj razburljiva je velikost čipa," Kenneth Shepard, profesor biomedicinskega inženirstva na univerzi Columbia, je povedal za Digital Trends. »Ne gre samo za velikost, ampak dejstvo, da je čip celoten elektronski sistem. Običajno so čipi del večjih sistemov, ki vključujejo druge komponente za njihovo delovanje.«
Priporočeni videoposnetki
Mobilni telefon na primer vsebuje veliko čipov, plošč, embalaže, anten in baterije. Enako velja za večino vsajene elektronike, pa naj gre za srčne spodbujevalnike ali stimulatorje hrbtenjače. Čeprav so dovolj majhni, da se prilegajo človeškemu telesu, kljub temu zavzamejo veliko prostora. Po drugi strani pa naprava čip kot sistem (CaS) uspe stisniti eno samo integrirano vezje v osupljivo majhno obliko. Nima žic in se lahko integrira s kakršnimi koli dodatnimi pretvorniki (v tej študiji piezoelektrični kristali).
Shepard je dejal, da so po njegovem mnenju "naprave CaS prihodnost vsadljivih naprav za vse vrste aplikacij."
Naslednja generacija tehnologije za sledenje zdravju
Čipi so bili ustvarjeni s pomočjo podjetja Taiwan Semiconductor Manufacturing Company polprevodniški velikan, ki izdeluje čipe za Applove procesorje serije A in M, skupaj z mnogimi drugi.
»Ti čipi so ustvarjeni tako, da se začne s standardno komplementarno livarno kovinskih oksidov in polprevodnikov. postopek, enak tistemu, ki se uporablja za čipe, ki se uporabljajo za računalnike, mobilne telefone [in] avtomobile,« je dejal Shepard. »Za fab uporabljamo TSMC, ki je največja livarna polprevodnikov na svetu. Ko dobimo čipe nazaj [v laboratorij], moramo narediti dve stvari: integrirati moramo piezoelektrične pretvornike potreben za povezavo z ultrazvokom, sam čip pa moramo odrezati in stanjšati na zelo majhne zahtevane dimenzije tukaj."
Trenutno, je dejal, se lahko čipi uporabljajo za zaznavanje temperature. To delo se sprva izvaja kot del večjih prizadevanj, ki iščejo načine za spremljanje celjenja ran, čeprav potencialne aplikacije presegajo to. Shepard je opozoril, da je »tu mogoče zaznati veliko drugih stvari in na tem aktivno delamo. Eden najbolj zanimivih je specifično prepoznavanje biomarkerjev.« Nekateri biomarkerji, ki jih zanimajo zbiranje, med drugim vključujejo krvni tlak, glukozo in dihanje.
Navsezadnje bi lahko čipi za injiciranje, kot je ta, igrali dragoceno vlogo pri diagnosticiranju in pomoči pri zdravljenju specifičnih bolezni pri bolnikih. Ko vstopijo v telo, je ambicija ekipe omogočiti čipom, da posredujejo informacije iz telesa prek ultrazvoka. To pomeni, da bi enega od teh čipov lahko vbrizgali v določen del pacienta in bi nato lahko zagotovili podatke o spremembah v realnem času.
Stvari lahko postanejo še manjše
Za zdaj je to še v teku. Čipov še ni treba vbrizgati v človeško osebo in so trenutno bolj dokaz koncepta, kako majhen čip je mogoče narediti. Kot pri vsakem medicinskem preboju bo tudi to moralo opraviti veliko kliničnih preskušanj, preden bo kakšna možnost, da bo na voljo na trgu.
Ne mislite, da je ekipa dosegla spodnji del spektra velikosti glede na to, kako majhni bi lahko bili njeni čipi. Čeprav je to bleščeča predstavitev miniaturizacije v akciji, je Shepard dejal, da je treba narediti še veliko več.
"Da, lahko," je odgovoril na vprašanje, ali bodo prihodnji čipi lahko postali manjši. "Ostani na vezi. Nočem še povedati preveč o drugih stvareh, na katerih delamo, toda manjše – pravzaprav veliko manjše – so vsekakor v pripravi.«
Prispevek, ki opisuje delo z naslovom "Uporaba implantabilnega drobca pod 0,1 mm3 za in vivo brezžično zaznavanje temperature v realnem času", je bil nedavno objavljen objavljeno v reviji Science Advances.
Priporočila urednikov
- Ta žarnica lahko od daleč spremlja vaš spanec in vaš srčni utrip
- IBM-ova nosljiva tehnologija spremlja vaše zdravje s preverjanjem moči vaše roke
