Skip to main content

Ασύρματη και ασφαλής μετάδοση ενέργειας σε εμφυτεύματα στο σώμα

Μία μέθοδο ασφαλούς μετάδοσης ενέργειας μέσα στο ανθρώπινο σώμα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία και την τροφοδοσία εμφυτευμένων ιατρικών συσκευών, ανέπτυξε η επίκουρος καθηγήτρια του Στάνφορντ, Άντα Πουν.

Το επίτευγμα δημοσιοποιήθηκε χθες, στο Proceedings of the National Academy of Sciences, και αποτελεί το αποκορύφωμα εργασιών ετών από πλευράς της ερευνήτριας, η οποία αποσκοπεί στην εξαφάνιση των ογκωδών μπαταριών και των πολύπλοκων και μη πρακτικών συστημάτων επαναφόρτισης που εμποδίζουν την ευρύτερη χρήση των εμφυτευμένων ιατρικών συσκευών.

Η συγκεκριμένη τεχνολογία, η οποία φέρνει στο μυαλό τα «cyborgs» της επιστημονικής φαντασίας και τεχνολογίες αντίστοιχες αυτών που συναντούνται σε ηλεκτρονικά παιχνίδια όπως το «Deus Ex», θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για μία ιατρική νέου τύπου, που θα επιτρέπει την αντιμετώπιση ασθενειών με ηλεκτρονικές συσκευές αντί για φάρμακα.

«Πρέπει να κάνουμε τις συσκευές αυτές όσο το δυνατόν μικρότερες για να μπορούμε να τις εμφυτεύουμε βαθιά στο σώμα, δημιουργώντας  νέους τρόπους αντιμετώπισης ασθενειών και ανακούφισης του πόνου» σημειώνει η Πουν.

Η ομάδα της δημιούργησε μία συσκευή μικρότερη ενός κόκκου ρυζιού, η οποία λειτουργεί ως βηματοδότης. Η συσκευή μπορεί να ενεργοποιηθεί ή λειτουργήσει ασύρματα αν μία ειδική πηγή ενέργειας, μεγέθους πιστωτικής κάρτας, κρατηθεί πάνω από αυτήν, εξωτερικά του σώματος.

Το συγκεκριμένο επίτευγμα θεωρείται σημαντική τομή στον χώρο, καθώς δημιουργεί στην ουσία έναν νέο τύπο ασύρματης μετάδοσης ενέργειας η οποία είναι ασφαλής για μετάδοση βαθιά μέσα στο σώμα. Μέχρι τώρα έχουν γίνει δοκιμές σε ένα γουρούνι και ένα κουνέλι, ενώ το σύστημα ετοιμάζεται και για δοκιμές σε ανθρώπους. Ωστόσο, ακόμα και αν αποδειχθούν επιτυχείς, θα χρειαστούν αρκετά χρόνια για να εξέλθει η συγκεκριμένη τεχνολογία στο εμπόριο.

Στον «πυρήνα» του επιτεύγματος βρίσκεται ένας νέος τρόπος ελέγχου των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέσα στο σώμα. Πριν την ανακάλυψη της Πουν, υπήρχε ένας σαφής διαχωρισμός μεταξύ των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μακρινού και κοντινού πεδίου (far-field/ near-field). Η ερευνήτρια του Στάνφορντ συνδύασε τα χαρακτηριστικά τους (τα μακρινού πεδίου ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις αλλά ανακλώνται ή απορροφώνται ως θερμότητα από το δέρμα, ενώ τα κοντινού πεδίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε ασύρματες συσκευές, αλλά είναι μικρής εμβέλειας, περιορίζοντας τη χρησιμότητά τους), αξιοποιώντας το ότι τα κύματα ταξιδεύουν διαφορετικά όταν έρχονται σε επαφή με διαφορετικά υλικά, όπως ο αέρας, το νερό ή ο ιστός. Ειδικότερα, σχεδίασε μία πηγή ενέργειας που παράγει έναν ειδικό τύπο κύματος κοντινού πεδίου. Όταν το κύμα αυτό περνάει από τον αέρα στο δέρμα, αλλάζει τα χαρακτηριστικά του έτσι ώστε να μπορεί να συνεχίσει να διαδίδεται. Η ίδια χαρακτηρίζει τη μέθοδό της ασύρματη μετάδοση μέσου πεδίου (mid-field wireless transfer).

Κατά την Πουν αυτή η ανακάλυψη θα έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μίας νέας γενιάς εμφυτευμάτων, που θα παρακολουθούν ζωτικές λειτουργίες στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος. Από πλευράς του, ο Γουΐλιαμ Νιούσαμ, διευθυντής του Ινστιτούτου Νευροεπιστημών του Στάνφορντ, θεωρεί ότι τέτοιες προσεγγίσεις θα αποδειχθούν πιο αποτελεσματικές από την χορήγηση φαρμάκων σε κάποιες περιπτώσεις, καθώς θα επιτρέπουν τη στοχευμένη και άμεση ρύθμιση λειτουργιών και δραστηριοτήτων.