Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • bio-mol-tekst-2021
  • Save Sci-Hub
  • vsh25

Ультразвуковой чип

Широко используемые для мониторинга и записи биологических сигналов, поддержки и усиления физиологических функций, а также для лечения заболеваний, имплантируемые медицинские устройства трансформируют здравоохранение и улучшают качество жизни миллионов людей. Исследователи все больше интересуются разработкой беспроводных имплантируемых медицинских устройств для мониторинга функций органов и всего организма in vivo и in situ. Эти устройства могут использоваться для контроля температуры, артериального давления, уровня глюкозы и параметров дыхания как для диагностических, так и для терапевтических целей.

На сегодняшний день имплантируемая электроника крайне неэффективна по объему – для нее обычно требуется несколько микросхем, корпус, провода и внешние преобразователи, а для хранения энергии часто нужны батареи. Постоянной тенденцией в электронике является более тесная интеграция электронных компонентов, переносящая все больше функций на саму интегральную схему.

Группа инженеров Колумбийского университета разработала самую маленькую в мире однокристальную систему объемом менее 0,1 мм3. Внутреннее устройство системы видно только под микроскопом. 

chip.jpg

Этот чип является полноценной функционирующей электронной системой. Дизайн был разработан инженером Чэнь Ши. Конструкция Ши уникальна своей объемной эффективностью – количеством функций, умещающихся в данном объеме. Традиционная радиочастотная связь не могла использоваться таким маленьким устройством, так как длина волны электромагнитного диапазона слишком велика по отношению к его размеру. Длина волны ультразвука на данной частоте намного меньше, и группа использовала ультразвук как для питания устройства, так и для беспроводной связи с ним. Они добавили пьезоэлектрические материалы непосредственно в схему, чтобы преобразовывать акустическую энергию в электрическую для связи и питания чипа.

Сенсорная функциональность in vivo была продемонстрирована для процедуры ультразвуковой нейростимуляции у мышей.

Чип, представляющий собой имплантируемую инъекционную частицу без дополнительной упаковки, был изготовлен Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) – тайваньской компанией, занимающейся изучением и производством полупроводниковых изделий. Он действует как зонд для измерения температуры в реальном времени, включая мониторинг температуры и её изменений в результате терапевтического применения ультразвука.

Устройство может быть адаптировано для восприятия других клинически значимых физиологических параметров.

Статья C.Shi et al. Application of a sub–0.1-mm3 implantable mote for in vivo real-time wireless temperature sensing опубликована в журнале Science Advances.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Columbia Engineering: Tiny, wireless, injectable chips use ultrasound to monitor body processes.

Читать статьи по темам:

биосенсоры имплантаты диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Микрочипы – будущее медицины

Биосенсоры на основе микрочипов, пригодные для постоянного ношения и даже имплантации, обещают революционные изменения в медицине.

читать

О развитии нанобиотехнологии

В статье кратко изложены некоторые из актуальных направлений современной нанобиотехнологии: адресная доставка лекарств, диагностика заболеваний, биосовместимые материалы, наноустройства, потенциальные биологические риски при использовании наночастиц и наноматериалов, проблема подготовки кадров для нанобиоиндустрии и биоинженерии.

читать

Биоразлагаемый биосенсор

Новый имплантируемый сенсор измеряет концентрацию различных газов в организме, а затем безопасно утилизируется.

читать

Электроцевтика

На наших глазах рождается новая стратегия, перпендикулярная фармакологии, – биоэлектрическая медицина, область очень интригующая и на взлёте. Объем рынка будет стремительно расти.

читать

«Нейронная пыль»

Крошечные беспроводные датчики можно будет имплантировать в мозг, мышцы и кишечник для диагностики состояния органов, управления протезами или в качестве «электромедикаментов».

читать

Имплантируемые радиочипы в рулонах

Коллектив корейских ученых разработал и продемонстрировал гибкие схемы с большим уровнем интеграции на основе кремния, предназначенные для биомедицинских беспроводных коммуникаций.

читать