Ķermeņa Bioelektronika: 5 Tehnoloģijas, Kas Varētu Lokoties Ar Jums

{h1}

Tā kā "viedā" elektronika kļūst mazāka un mīkstāka, zinātnieki izstrādā jaunas medicīniskas ierīces, kuras varētu lietot vai dažos gadījumos implantēt mūsu ķermenī.

Vairs nav smagu pārtraukumu. Tā kā "viedā" elektronika kļūst mazāka un mīkstāka, zinātnieki izstrādā jaunas medicīniskas ierīces, kuras varētu lietot vai dažos gadījumos implantēt mūsu ķermenī. Un šīm mīkstajām un elastīgajām ierīcēm nevajadzētu padarīt jūsu ādu rāpojošu, jo tās ir paredzētas, lai tās saplūst tieši, saka eksperti.

Mēs vēlamies atrisināt neatbilstību starp stingru uz vafeļu balstītu elektroniku un mīksto, dinamisko cilvēka ķermeni, sacīja Nanshu Lu, kosmosa inženierzinātņu un inženiermehānikas docents no Teksasas Universitātes Ostinā.

Lu, kurš iepriekš studēja pie Džona Rodžersa, Ilinoisas Urbana-Champaign universitātes mīksto materiālu un elektronikas eksperta, savus pētījumus pievērš elastīgai bioelektronikai. Lu un viņas kolēģi ir izgudrojuši lētāku un ātrāku metodi elektronisku ādas plāksteru ražošanai, ko sauc par epidermas elektroniku, samazinot vairāku dienu procesu līdz 20 minūtēm. [Bioniskie cilvēki: desmit labākās tehnoloģijas]

Lu runāja ar WordsSideKick.com par topošo bioelektroniku, kas ir pietiekami gudra un elastīga, lai būtībā sakausētos ar cilvēka ķermeni. Sākot ar jaunākajiem sasniegumiem viedo tetovējumu jomā, beidzot ar injicējamu smadzeņu uzraudzību un beidzot ar izstiepjamu elektroniku zāļu ievadīšanai, šeit ir piecas aizraujošas tehnoloģijas, kuras drīz varētu atrasties uz ķermeņa (vai tās iekšpusē).

Gudri pagaidu tetovējumi

"Kad jūs integrējat elektroniku uz savas ādas, tā jūtas kā daļa no jums," sacīja Lu. "Jūs to nejūtat, bet tas joprojām darbojas." Tā ir ideja par “viedajiem” pagaidu tetovējumiem, ko izstrādājis Džons Rodžerss un viņa kolēģi. Viņu tetovējumi, kas pazīstami arī kā biostampi, satur elastīgas shēmas, kuras var darbināt bez vadiem un ir pietiekami elastīgas, lai pārvietotos ar ādu.

Šie bezvadu viedie tetovējumi varētu pievērsties klīniski nozīmīgām - bet šobrīd neapmierinātām - vajadzībām, Rodžerss stāstīja WordsSideKick.com. Lai arī ir daudz potenciālu pielietojumu, viņa komanda tagad koncentrējas uz to, kā biostampolus varētu izmantot, lai novērotu pacientus jaundzimušo intensīvās terapijas nodaļās un miega laboratorijās. MC10, Masačūsetsas štatā bāzētais uzņēmums Rogers palīdzēja sākt, tas veic klīniskos pētījumus un plāno savus pirmos regulētos produktus laist klajā šī gada vēlāk.

Nanoinženieri Kalifornijas Universitātē Sandjego ir pārbaudījuši pagaidu tetovējumu, kas gan ekstrahē, gan mēra glikozes līmeni šķidrumā starp ādas šūnām.

Nanoinženieri Kalifornijas Universitātē Sandjego ir pārbaudījuši pagaidu tetovējumu, kas gan ekstrahē, gan mēra glikozes līmeni šķidrumā starp ādas šūnām.

Kredīts: Džozefs Vangs, Kalifornijas Universitāte, Sandjego

Bioķīmiskie sensori, kas piestiprināti pie ādas

Vēl viena jauna izstrādes stadijā esoša tehnoloģija - valkājams bioķīmiskais sensors, kas var analizēt sviedrus caur ierīcēm, kas piestiprinātas pie ādas, un bezvadu režīmā sūtīt informāciju uz viedtālruni. Šos futūristiskos sensorus izstrādā Džozefs Vangs, San Diego Kalifornijas universitātes nanoinženierijas profesors un Valkājamo sensoru centra direktors.

"Mēs skatāmies uz sviedriem, siekalām un asarām, lai sniegtu informāciju par sniegumu, fizisko sagatavotību un medicīnisko stāvokli," Vangs stāstīja WordsSideKick.com.

Šā gada sākumā Vangas laboratorijas locekļi prezentēja koncepcijas pierādījumu, elastīgu, pagaidu tetovējumu diabēta slimniekiem, kas varēja nepārtraukti kontrolēt glikozes līmeni, neizmantojot adatas. Viņš arī vadīja komandu, kas izveidoja mutes aizsarga sensoru, kas var pārbaudīt tādu veselības marķieru līmeni, kuriem parasti ir nepieciešams ņemt asinis, piemēram, urīnskābi, kas ir agrīns diabēta un podagras indikators. Vangs sacīja, ka Valkājamo sensoru centrs cenšas komercializēt šīs jaunās sensoru tehnoloģijas ar vietējo un starptautisko uzņēmumu palīdzību.

Nanomateriālu zāļu piegāde

Dae-Hyeong Kim, Seulas Nacionālās universitātes Dienvidkorejā ķīmijas un bioloģiskās inženierijas profesors, un viņa kolēģi veic nanotehnoloģijas, lai nodrošinātu nākamās paaudzes biomedicīnas sistēmas. Kima pētījumi kādu dienu varētu radīt nanomateriālus ieslēdzošu elektroniku zāļu piegādēm un audu inženierijai, uzskata Lu. "Viņš ir izveidojis elastīgu atmiņu, kurā var glabāt datus par tetovējumu," viņa sacīja. [10 tehnoloģijas, kas pārveidos jūsu dzīvi]

2014. gadā Kima pētniecības grupa izgatavoja elastīgu, valkājamu elektronisko plāksteri, kurā ir datu glabāšana, diagnostikas rīki un zāles. "Daudzfunkcionālais plāksteris var uzraudzīt Parkinsona slimības kustības traucējumus," Kims stāstīja WordsSideKick.com. Apkopotie dati tiek ierakstīti zelta nanodaļiņu ierīces atmiņā.

Kad plāksteris atklāj trīces modeļus, tajā esošie siltuma un temperatūras sensori izdala kontrolētu daudzumu narkotiku, kas tiek piegādāti caur rūpīgi izstrādātām nanodaļiņām, viņš paskaidroja.

Šo nanomēroga elektronisko sietu var caur adatu ievadīt smadzeņu audos.

Šo nanomēroga elektronisko sietu var caur adatu ievadīt smadzeņu audos.

Kredīts: Lībera pētījumu grupa, Hārvardas universitāte

Injicējami smadzeņu monitori

Lai arī pastāv implantējama tehnoloģija epilepsijas vai smadzeņu bojājumu pacientu novērošanai, Lu norādīja, ka šīs ierīces joprojām ir asas un stingras, padarot ilgtermiņa uzraudzību par izaicinājumu. Viņa salīdzināja mīkstos smadzeņu audus ar tofu bļodu, kas pastāvīgi kustās. "Mēs vēlamies kaut ko, kas var izmērīt smadzenes, kas var stimulēt smadzenes, kas var mijiedarboties ar smadzenēm - bez jebkāda mehāniska celma vai slodzes," viņa sacīja.

Ievadiet Čārlzu Līberu, Hārvarda universitātes ķīmijas profesoru, kura pētījumu grupa koncentrējas uz nanomēroga zinātni un tehnoloģijām. Viņa grupas ierīces ir tik mazas, ka ar adatas palīdzību tās var ievadīt smadzeņu audos. Pēc injekcijas tiek atvērts nanomēroga elektroniskais siets, kas var uzraudzīt smadzeņu darbību, stimulēt audus un pat mijiedarboties ar neironiem. "Tas," sacīja Lu, "ir ļoti moderns."

Ilgstošas ​​implantējamas ierīces

E-Dura muguras smadzeņu implants.

E-Dura muguras smadzeņu implants.

Kredīts: Mīksto bioelektronisko saskarņu laboratorija, EPFL

Stēvenijs Lacūrs un Grégoire Courtine, École Polytechnique Fédérale de Lozannas inženierzinātņu skolas zinātnieki, 2015. gada sākumā paziņoja, ka ir izstrādājuši jaunu implantu muguras smadzeņu traumu ārstēšanai. Mazā e-Dura ierīce tiek implantēta tieši uz muguras smadzenēm zem tās aizsargājošās membrānas, ko sauc par dura mater. No turienes tas rehabilitācijas laikā var nodrošināt elektrisko un ķīmisko stimulāciju.

Ierīces elastība un bioloģiskā savietojamība samazina iekaisuma vai audu bojājumu iespējamību, kas nozīmē, ka tā varētu ilgstoši implantēties. Paralizētas žurkas, kas implantētas ar ierīci, varēja staigāt pēc vairāku nedēļu apmācības, pētnieki ziņoja žurnālā Science.

Lu sauca e-Dura par vienu no vislabāk funkcionējošajiem, ilgtermiņa implantējamiem elastīgiem stimulatoriem. "Tas parāda iespējas implantējamu, elastīgu ierīču izmantošanai rehabilitācijā un ārstēšanā," viņa sacīja.

Tikmēr tehnoloģijas, kas atkārto cilvēka pieskārienu, kļūst arvien sarežģītākas. Stenfordas universitātes ķīmiskās inženierijas profesors Dženans Bao ir pavadījis gadus, izstrādājot mākslīgo ādu, kas var izjust spiedienu un temperatūru, kā arī dziedēt sevi. Viņas komandas jaunākajā versijā ir sensoru bloks, kas var atšķirt spiediena atšķirības, piemēram, stingru vai mīkstu rokasspiedienu.

Lu teica, ka viņa un viņas kolēģi šajā ļoti daudzdisciplinārajā jomā cer padarīt visu elektroniku, kas balstīta uz vafelēm, vairāk līdzīgu. "Visiem tiem elektroniskajiem komponentiem, kas agrāk bija stingri un trausli, tagad ir iespēja kļūt mīkstiem un elastīgiem," viņa sacīja.

Seko mums @wordssidekick, Facebook. Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com