Най-малката в света едночипова система, разположена на върха на подкожна

Най-малката в света едночипова система, ситуирана на върха на подкожна игла
(снимка: Cheng Shi / Columbia Engineering)

Продължаващата миниатюризация на електрониката отваря някои вълнуващи благоприятни условия, когато става въпрос за това какво можем да сложим по/в телата си, с цел да следим и подобряваме здравето си.  Инженерите от Колумбийския университет демонстрираха рискова версия на тази технология, разработвайки най-малката едночипова система, създавана в миналото. Тя може да бъде вградена с подкожна игла. Под кожата чипът може да служи за премерване на температурата вътре в тялото, а може би и доста повече.

От импланти с размер на калинки, които наблюдават равнищата на О2 в дълбоките телесни тъкани, до дребни датчици вид „ невронна прахуляк ”, които следят нервните сигнали в действително време – учените непрекъснато изследват нови благоприятни условия за функционалността на дребните електронни устройства.

Имплантът, създаден от инженерите от Колумбийксия университет, открива нови хоризонти пред науката: най-малката едночипова система в света която съставлява изцяло функционална електронна скица с общ размер под 0,1 куб. мм. Това го прави толкоз дребен, колкото домакински прахов акар, отбелязва.

Чипът е и надалеч по-малък от най-малкия компютър в света, устройство с форма на куб с размери 0,3 мм от всяка страна. Видим единствено под микроскоп, дребният чип се нуждае от малко ексцентрично мислене, изключително когато става въпрос за метода, по който комуникира и се зарежда.

Малката електронна джаджа може да борави с радиочестотни (RF) модули за предаване и приемане на електромагнитни радиосигнали, само че тези дължини на вълните са прекомерно огромни, с цел да се употребяват при толкоз малко устройство. Ултразвуковите дължини на вълните, въпреки това, са надалеч по-малки. Затова екипът е присъединили пиезоелектричен преобразувател, който работи като „ антена ” за безжично зареждане и връзка посредством ултразвук.
още по тематиката
Това се комбинира с вграден температурен датчик, с цел да трансформира чипа в сонда за температурно отчитане в действително време. В резултат чипът може да следи телесната температура, а също и съмненията в температурата, подбудени от лечебното.

Възможностите на импланта бяха демонстрирани при живи мишки, където той се употребява за ултразвукова невростимулация. В рамките на опита до седем микрочипа бяха вградени в мишките едновременно – посредством интрамускулно инжектиране със спринцовка.

Учените си показват, че тези типове чипове ще могат да се вграждат в човешкото тяло и по-късно да предават безжично информация за това какво мерят посредством ултразвук. В сегашната си форма това е лимитирано до телесната температура. Но други благоприятни условия включват премерване на кръвно налягане, равнища на глюкоза и дихателна функционалност.

„ Искахме да забележим до каква степен можем да разтеглим границите на това какъв брой дребен работещ чип можем да създадем ”, споделя Кен Шепърд, началник на проучването, оповестено в научното издание.

„ Това е нова концепция за „ чип като система ” – това е чип, който самичък по себе си е изцяло функционираща електронна система, без да се нуждае от каквото и да било друго. Подобно устройство е революционно за създаването на безжични, миниатюризирани имплантируеми медицински устройства, които могат да мерят разнообразни неща, да се употребява в клинични приложения и в последна сметка да бъдат утвърдени за приложимост от хора ”, разяснява Шепърд.