Et forskerteam ved Stanford University of Engineering har udviklet en elektronisk enhed, der fungerer som en pacemaker, mindre end et riskorn. Den kan drives eller genoplades trådløst, når en strømkilde ikke større end et kreditkort holdes over enheden uden for kroppen.
Electroceutisk behandling er en ny kategori af terapeutiske midler, der virker ved at målrette de neurale kredsløb af organer
I Juli 2015 lykkedes det Ass. Professor i elektroteknik ved Stanford University of Engineering, Ada Poon, at fjerne de voluminøse batterier og klodsede metoder til genopladning, der hidtil har forhindret implanteret medicinsk udstyr i at blive mere udbredt.
Forskningslederen har opfundet en ny måde, hvorpå det er muligt at overføre energi dybt ind i kroppen og at anvende denne energi til drift af små elektroniske apparater, som f.eks. pacemakers, nerve-stimulatorer eller nye sensorer, som endnu er under udvikling.
Denne teknologi kan føre til en ny type medicin, som gør det muligt for læger at behandle sygdomme med elektronik snarere end med medicin.
Ada Poon udtaler: ”Det er nødvendigt at gøre elektroniske enheder så små, som det er muligt, så det bliver lettere at implantere dem dybt i kroppen og dermed skabe nye behandlingsmåder til behandling af sygdom og lindring af smerte.”
Elektronisk enhed, der fungerer som en pacemaker, mindre end et riskorn.
Poon og hendes forskerteam har udviklet en elektronisk enhed, der fungerer som en pacemaker, mindre end et riskorn. Den kan drives eller genoplades trådløst, når en strømkilde ikke større end et kreditkort holdes over enheden uden for kroppen.
Trådløs strømoverførsel
Det nye system til skabelse af denne nye type trådløs strømoverførsel og med nogenlunde samme styrke som et mobiltelefon-batteri, kan uden risiko trænge dybt ind i kroppen. Den specielt udformede metalplade, der får strøm fra et mobiltelefon-batteriet sender 2000 mikrowatt til pacemakeren via elektromagnetiske bølger.
Hidtil ansås de elektromagnetiske bølger som for svage til at levere energi til små apparater, som var anbragt dybt inde i kroppen.
Efter at have testet det trådløse opladesystem i en gris og til drift af en lille pacemaker i en kanin, er hun ved at forberede systemet til afprøvning på mennesker. Det vil dog stadig tage flere år for at opfylde kravene til brug af systemet i kommercielt medicinsk udstyr hvad angår sikkerhed og effekt, selvom sådanne afprøvninger bliver godkendt og viser sig at være succesrige.
Poon er af den opfattelse, at opdagelsen vil føre til en ny generation af programmerbare mikro-implantater, som f.eks. sensorer til overvågning af vitale funktioner dybt inde i kroppen, elektriske stimulatorer hvormed det er muligt at ændre neurale signaler i hjerne, samt til at levere medicin direkte til områder, hvor de er nødvendige.
Alternativ til medicinsk terapi
Poons arbejde har skabt potentialet til udvikling af ”elektroceutisk” behandling som alternativ til medicinsk terapi.
Opdagelsen indebærer en ny måde, hvorpå man kan kontrollere elektromagnetiske bølger inde i kroppen. Tidligere var der en klar kløft mellem de to hovedtyper af elektromagnetiske bølger, populært kaldet fjern-område bølger og nær-område bølger.
Sidstnævnte kan sikkert anvendes i trådløse systemer, men har hidtil kun kunnet anvendes over korte afstande, hvad der begrænser deres anvendelighed dybt inde i kroppen.
Poon blandede imidlertid de sikre nær-område bølger med fjern-område bølger og opnåede at udnytte den kendsgerning, at bølger bevæger sig anderledes, når de kommer i forbindelse med f.eks. luft, band eller biologisk væv.
Poons strømkilde genererede en speciel type nær-område bølge. Når denne specielle type bølge flyttes fra luft til biologisk væv, ændres deres egenskaber på en sådan måde, at de forplantes. Det bliver derfor af Poon kaldt midterfelt trådløs overførsel.
Endvidere brugte Poon sit midterfelt overførsels system til at sende strøm direkte til bittesmå medicinske implantater, ligesom det er muligt at bygge bittesmå batterier ind i mikro-implantater og derefter genoplade dem trådløst ved hjælp af midterfelt systemet. Med dagens teknologi er dette ikke muligt.
En af Poons medarbejdere udtaler: ”Med denne metode kan vi roligt sende energi til bittesmå implantater i organer som hjertet eller hjernen, hvilket overhovedet ikke er muligt med de nuværende nær-område systemer.”
Når denne nye teknologi er fuldt gennemprøvet og godkendt til brug i mennesker, åbner der sig helt nye muligheder, som det er vanskeligt at forestille sig i dag.
Kilde: Science Daily
Stanford School of Engineering
