MICROCHIPPARE GLI ESSERI UMANI CON DISPOSITIVI ALIMENTATI AD ULTRASUONI POTREBBE ALTERARE LA MEDICINA

Teorie del complotto a parte, nuove ricerche su piccoli microchip potrebbero salvare innumerevoli vite

Mentre i teorici del complotto andranno oltre gli esseri umani microchipping, la medicina moderna si basa su dispositivi medici impiantabili per trattare tutta una serie di disturbi. Poiché questa tecnologia sta diventando sempre più comune, anche le applicazioni più piccole sono ancora considerate ingombranti, difficili da comunicare e quasi tutte richiedono di tanto in tanto nuove batterie. Dispositivi esterni come Indossabili e altri strumenti di monitoraggio della salute hanno affrontato questo problema in una certa misura, ma i dispositivi progettati per funzionare all'interno del corpo soffrono ancora di queste e altre limitazioni.

Nella speranza di creare una soluzione semplice a questo complesso problema, un gruppo di ricerca Columbia School of Engineering and Applied Science ha sviluppato un microchip unico nel suo genere, minuscolo e iniettabile. Questo piccolo dispositivo può ricevere istruzioni e ricaricare con ultrasuoni.

"Questo dovrebbe essere rivoluzionario per lo sviluppo di dispositivi medici impiantabili wireless miniaturizzati in grado di percepire cose diverse, essere utilizzati in applicazioni cliniche e infine approvati per uso umano", ha dichiarato il team leader Ken Shepard, professore di ingegneria elettrica della famiglia Lau e professore di ingegneria biomedica, in il comunicato stampa annunciando la ricerca.

MICROCHIPPING HUMANS NON FA PAURA SE MANTIENE IL TUO CUORE CHE BATTE .

Con alcuni finanziamenti privati e supporto finanziario della Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), Shepard ha deciso per la prima volta di determinare se costruire un dispositivo così piccolo e autoalimentato fosse anche possibile.

Ciò fece sì che Shepard si unisse a Elisa Konofagou, una Robert e Margaret Hariri Professor of Biomedical Engineering e professore di radiologia, e Stephen A. Lee, uno studente di dottorato nel laboratorio di Konofagou. Quindi si sono contattati con lo studente di dottorato Chen Shi, che è finito come autore principale sul giornale e ha progettato il piccolo chip iniettabile.

"Volevamo vedere fino a che punto potevamo spingere i limiti su quanto piccolo chip funzionante potevamo fare", ha detto Shepard. "Questa è una nuova idea di "chip as system": questo è un chip che da solo, senza nient'altro, è un sistema elettronico completo e funzionante. "

ALIMENTAZIONE DEL MICROCHIP ALL'INTERNO

Dopo alcuni tentativi ed errori, Shi ha progettato con successo un microchip completamente funzionale inferiore a 0,1 mm3. Oppure, come si afferma nel comunicato stampa, "il sistema è piccolo come un acaro della polvere e visibile solo al microscopio".

Uno studio dettagliato che delinea la ricerca, che è stato pubblicatosulla rivista Di maggio Science Advances, nota anche che il design di Shi"è unico nella sua efficienza volumetrica, la quantità di funzione contenuta in una data quantità di volume".Dopo alcuni tentativi ed errori, Shi ha progettato con successo un microchip completamente funzionale inferiore a 0,1 mm3. Oppure, come si afferma nel comunicato stampa, "il sistema è piccolo come un acaro della polvere e visibile solo al microscopio".

Uno studio dettagliato che delinea la ricerca, che è stato pubblicatosulla rivista Di maggio Science Advances, nota anche che il design di Shi"è unico nella sua efficienza volumetrica, la quantità di funzione contenuta in una data quantità di volume".

Naturalmente, per lavorare con un microchip così piccolo, il team ha anche dovuto sviluppare un nuovo modo di comunicare con esso e un metodo praticabile per fornire al dispositivo energia elettrica. E, come notato dal rilascio del team di ricerca, l'uso di un segnale a radiofrequenza (RF) o di altri metodi elettromagnetici non funzionerà perché "i collegamenti di comunicazione RF radizionali non sono possibili per un dispositivo così piccolo perché la lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica è troppo grande rispetto alle dimensioni del dispositivo. "

Il rilascio spiega che le lunghezze d'onda per il suono sono molto più piccole della luce, quindi un dispositivo di queste dimensioni potrebbe ricevere quei segnali anche all'interno del corpo umano. Con questo in mente, Shi ha montato una piccola "antenna" sulla parte superiore del microchip, che è specificamente attrezzata per ricevere segnali sonori sia per la potenza che per la comunicazione. O, in questa particolare applicazione, gli ultrasuoni.

"[W]e ha introdotto nuovi materiali sul metallo-ossido-semiconduttore complementare standard per fornire una nuova funzione", ha detto Shepard. "In questo caso, abbiamo aggiunto materiali piezoelettrici direttamente sul circuito integrato per trasduttore l'energia acustica all'energia elettrica."

TUTTO QUESTO E UN SACCHETTO DI (MICRO)CHIP

Sebbene il microchip impiantabile progettato dal team Columbia sia attualmente in grado solo di misurare la temperatura corporea di un paziente, l'obiettivo finale del gruppo è quello di avere un dispositivo in grado di monitorare cose come la pressione sanguigna, i livelli di glucosio e l'efficienza dell'ossigeno, nonché tutta una serie di altri preziosi punti dati medici. E dato il successo dei loro recenti test, credono che tutto questo possa essere alimentato e diretto attraverso gli ultrasuoni.

Gli ultrasuoni continuano a crescere nell'importanza clinica man mano che nuovi strumenti e tecniche diventano disponibili", ha affermato Konofagou. "Questo lavoro continua questa tendenza."

Infine, sulla base del successo del progetto, Shi e Shepard sono anche elencati come inventori su un brevetto provvisorio per il design dei chip, che secondo il rilascio è stato recentemente depositato dalla Columbia University (Patent Application n. 15/911,973).