Otevřete průměrný notebook a uvidíte dvě věci: procesor o velikosti půl dolaru a relativně velké části potřebné k jeho napájení - zejména baterie.
Totéž platí pro elektronické lékařské implantáty, jako jsou kardiostimulátory. Ale uvnitř lidského těla často není prostor pro velký zdroj energie. Tým vědců vedený Adou Poonem, docentem elektrotechniky na Stanford University School of Engineering, vyvinul způsob, jak bezdrátově nabíjet zařízení implantovaná do těla - umožňující zdravotnická zařízení malá jako zrnko rýže.
Nabíjecí systém týmu je riffem technologie používané k napájení elektrických zubních kartáčků, smartphonů a dalších malých zařízení. V těchto sestavách prochází elektřina cívkou ve zdroji energie a vytváří elektromagnetické pole. Odpovídající cívka v samotném zařízení shromažďuje energii z tohoto pole, které indukuje proud, který může zařízení napájet nebo nabíjet baterii. Tento typ vlny, známý jako „blízké pole“, však nemůže cestovat příliš daleko ani procházet tkáňem.
Přestože v srdci je místo pro kardiostimulátor s baterií, jiné části těla poskytují méně místa pro práci. Například v mozku není místo pro implantát, který by seděl přímo v místě léčby. Místo toho by ho lékaři museli umístit tam, kde je relativně otevřená oblast, jako je zadní část krku, a použít dráty k dosažení cílového místa.
"Nejsme v žádném případě první lidé, kteří dělají bezdrátové napájení lékařských implantátů, " vysvětluje John Ho, postgraduální student, který spoluautor vypracoval studii. „[Implantáty jsou] používány pro věci, jako jsou kochleární implantáty, ale [zdroj energie] musí být poměrně velký a implantát musí být velmi mělký. Nemohou dosáhnout důležitých míst v těle, jako je srdce nebo mozek. “
Proto je cílem Poonovy práce prozkoumat, jak používat „biologickou tkáň k přenosu energie“, říká. Její elektronický implantát o velikosti 2 mm x 3 mm je napájen tělem a zdrojem velikosti kreditní karty (nabíjeno nezávisle) mimo něj.
Její tým našel jedinečnou metodu manipulace s vlnami tak, aby se šířily a procházely živou tkání. Zdroj energie generuje elektromagnetické vlny blízkého pole specifického vzoru. Když pulzy zasáhnou a reagují na živou tkáň, stávají se novým typem vlny, která se nazývá „střední pole“. „Když umístíte [náš zdroj energie] na tělo, vlastnosti vaší tkáně vlny skutečně převedou, “ vysvětluje.
Implantát je součástí třídy lékařských terapií známých jako „elektroceutika“.
Mnohé z funkcí našeho těla jsou elektrické povahy, takže elektronický implantát umístěný blízko nervového vlákna může dodávat malé impulsy, které poskytují cílenější terapii než léky, které působí globálně.
"Chceme zjistit, zda může být elektronika použita k léčbě nemocí jako doplněk k lékové terapii nebo jako náhrada za lékovou terapii, " říká Poon.
Metoda se zatím jeví jako bezpečná. Tým dokázal přenést sílu na implantát ve vepři - zvíře podobné měřítku člověka - a nastavit tempo králičího srdce. Nezávislá laboratoř v oblasti zálivu zjistila, že rádiové vlny produkované Poonovým systémem nejsou nebezpečnější než vlny mobilního telefonu.
Doufá, že za rok začne lidské pokusy. Počáteční zkoušky se zaměří na zvládnutí bolesti. Ale Ho říká, že je to jen špička ledovce; tým pracuje s laboratořemi na lékařské fakultě univerzity, aby našel potenciální využití pro další stavy, které mohou zahrnovat epilepsii, Parkinsonovu nebo močovou inkontinenci.
Bude to několik let, než systém jako Poon dosáhne spotřebních zdravotnických prostředků. Ale fáze nové éry elektronické medicíny byla určitě stanovena.
