Имплантируемый нейронный стимулятор без проводов и батареи

Имплантируемый нейронный стимулятор без проводов и батареи

22 Jul 2020
34
Прослушать

Американские ученые из университета Райса разработали имплантируемый нейронный стимулятор, которому не требуется батарея. Устройство питается от внешнего магнитного поля и может быть использовано как часть системы для лечения широкого спектра заболеваний, включая эпилепсию, болезнь Паркинсона и хроническую боль.

В настоящее время в медицине для нейронной стимуляции уже используются имплантаты с батарейным питанием, которые могут предложить симптоматическое облегчение при таких заболеваниях, как болезнь Паркинсона и эпилепсия. Тем не менее, батареи имеют ограниченный срок службы, и, как только они прекращают работать, для их замены требуется хирургическое вмешательство. Проводные имплантаты, с другой стороны, имеют ограниченное долгосрочное применение, так как представляют серьезную опасность инфицирования.

Университетская команда разработала беспроводной имплантат без батарей, который питается от внешнего магнитного поля. Устройство позволяет избежать недостатков других систем беспроводной передачи энергии, таких как радиоволны и ультразвук, которые могут выделять опасное количество тепла или иным образом негативно влиять на соседние ткани. Информация об этой работе была опубликована в журнале Neuron.

Крошечный новый имплантат, размером меньше рисового зерна, покрыт "магнитоэлектрическим" материалом, который производит электрическое напряжение в ответ на приложенное магнитное поле. Один слой материала вибрирует при наличии магнитного поля, а другой, пьезоэлектрический кристалл, стимулируется этой вибрацией для получения электрического напряжения. Частота колебаний слишком мала, чтобы влиять на соседние клетки.

Исследователи уже с успехом протестировали имплантаты у грызунов.

Так как до этого никто не создавал подобных имплантатов, исследователям приходилось изготавливать большинство компонентов с нуля, а процесс миниатюризации также представлял собой серьезную проблему, поэтому на реализацию проекта ушло более пяти лет.

Однако небольшие размеры и беспроводные возможности имплантатов являются значительными преимуществами и означают, что они могут быть имплантированы практически в любую точку тела с помощью минимально инвазивной процедуры.