سیستم‌های بیوالکترونیک قابل کاشت، مانند سنسورهای نظارت و ایمپلنت‌های تحویل دارو، روش‌های کم تهاجمی و قابل اعتماد برای نظارت و درمان دقیق بیماران هستند.
دانشمندان چینی در مقاله‌ای که به سرپرستی محققان دانشگاه لانژو منتشر شده بیان داشتند که توسعه ماژول‌های قدرت برای راه اندازی دستگاه‌های کاشتنی در بدن انسان به اندازه کافی رشد نکرده است. محققین در این مقاله بیان داشتند، اگرچه واحدهای منبع تغذیه وجود دارد، اما اغلب فقط یک بار می‌توان از آنها استفاده کرد و تولید برق کافی برای کاربردهای زیست پزشکی ندارند. در همین حال، واحدهای منبع تغذیه متصل به شارژرهای زیر پوستی می‌توانند باعث التهاب شوند و آنهایی که با باتری‌های غیرقابل شارژ تغذیه می‌شوند، ممکن است نیاز به تعویض جراحی داشته باشند که می‌تواند عوارضی ایجاد کند.
برای رفع این شکاف، محققان یک سیستم توان بی‌سیم قابل کاشت با “عملکرد ذخیره انرژی بالا و ویژگی‌های رابط بافتی مطلوب” را پیشنهاد کردند، زیرا طراحی نرم و انعطاف پذیر، به آن اجازه می‌دهد تا با شکل بافت و اندام سازگار شود.
دستگاه منبع تغذیه بی‌سیم از یک سیم پیچ منیزیمی تشکیل شده است که وقتی یک سیم پیچ فرستنده خارجی در بالای پوست بالای ایمپلنت قرار می‌گیرد، دستگاه را شارژ می‌کند. نیروی دریافتی توسط سیم پیچ منیزیمی قبل از ورود به یک ماژول ذخیره انرژی که از ابرخازن‌های هیبریدی روی-یون تشکیل شده است، از مدار عبور می‌کند. ابرخازن‌ها قدرت را به عنوان انرژی الکتریکی ذخیره می‌کنند، در مقایسه با باتری‌هایی که آن را به عنوان انرژی شیمیایی ذخیره می‌کنند.
بر اساس نتایج این کشف جدید، در حالی که ابرخازن‌ها انرژی کمتری در واحد ذخیره می‌کنند، چگالی توان بالایی دارند و بنابراین می‌توانند مقدار زیادی انرژی را تخلیه کنند.
کل دستگاه در پلیمر و موم محصور شده است که می‌تواند با توجه به ساختار بافتی که در آن قرار می‌گیرد خم شود و بپیچد. آزمایشات دستگاه روی موش‌ها نشان داد که می‌تواند تا ۱۰ روز به طور موثر کار کند.
با توجه به نتایج این تحقیق، مدت زمانی که دستگاه می‌تواند کار کند را می‌توان با تغییر ضخامت و ترکیب شیمیایی لایه کپسوله تغییر داد.
محققین در این مقاله بیان داشتند که سیستم‌های دارورسانی می‌توانند در بافت‌ها و اندام‌های مختلف بدن ادغام شوند و «نقش حیاتی در تحویل و درمان دارویی به‌صورت موضعی و بر اساس تقاضا داشته باشند.»
برای نشان دادن عملکرد منبع تغذیه، محققان ابرخازن‌های انباشته شده را با یک سیم پیچ گیرنده و یک دستگاه تحویل داروی متصل کردند و آن را در موش‌ها کاشتند.
دانشمندان چینی معتقدند که نمونه اولیه “نماینده یک گام مهم به جلو در پیشرفت طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های بیوالکترونیک قابل کاشت گذرا با پتانسیل آن برای ارائه راه حل‌های انرژی موثر و قابل اعتماد است”.
زیست الکترومغناطیس از مهندسی پزشکی دامنه بسیار وسیعی را شامل می‌شود اما در تعریفی کوتاه، بیوالکتریک را می‌توان علم استفاده از اصول الکتریکی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی دانست؛ همچنین الگوبرداری از سیستم‌های بیولوژیکی در طراحی‌های نوین مهندسی نیز در حیطه این علم قرار دارد.
منبع: scmp
