Разработана микроскопическая антенна для беспроводной зарядки имплантатов
Современные медицинские имплантаты питаются от довольно емких батареек или магнитных катушек, требующих хирургического вмешательства и периодической замены. Американские исследователи разработали антенну размером с песчинку, которую можно вводить в тело для питания имплантатов, имплантированных глубоко в ткани, таких как кардиостимуляторы или нейромодуляторы.
Инженеры Массачусетского технологического института задались целью разработать сверхмаленькую антенну, способную эффективно работать в низкочастотном диапазоне. Они создали Антенна диаметром 200 микрометров, работающая на низких частотах (109 кГц).. Он основан на новой технологии, в которой магнитострикционная пленка, деформирующаяся под действием магнитного поля, ламинируется пьезоэлектрической пленкой, которая преобразует деформацию в электрический заряд. При приложении переменного магнитного поля магнитные домены в магнитострикционной пленке деформируют ее. Пьезоэлектрический слой генерирует электрические заряды на электродах.
Новая антенна обеспечивает на четыре-пять порядков больше мощности, чем имплантируемые антенны аналогичного размера, в которых используются металлические катушки и работают в гигагерцовом диапазоне частот, сообщает MIT News.
«Наша технология открывает новые возможности для создания минимально инвазивных биоэлектрических устройств, которые могут работать без проводов глубоко внутри человеческого тела»,
говорит Деблина Саркар, старший автор исследования.
Магнитное поле, которое активирует антенну, генерируется устройством, похожим на беспроводное зарядное устройство для сотового телефона, и достаточно мало, чтобы его можно было наложить на кожу в виде пластыря или положить в карман одежды. Поскольку антенна изготовлена по той же технологии, что и микрочип, ее можно легко интегрировать в существующие микроэлектронные устройства.
По словам инженеров, эти электронные компоненты и электроды можно сделать намного меньше самой антенны и интегрировать с ней в процессе производства. Всю систему можно имплантировать с помощью шприца и иглы. Для лечения больших участков тела можно имплантировать несколько антенн, кардиостимуляторов или нейромодуляторов.
Другое возможное применение этой антенны — измерение уровня глюкозы в организме. Уже существуют оптические сенсорные схемы для определения уровня глюкозы, но этот процесс значительно выиграет от использования беспроводного источника энергии, который можно будет вводить в организм неинвазивно.
