Исследователи из Великобритании и США создали подкожный имплант, который перед установкой складывается, а после размещения под кожей самостоятельно разворачивается. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
Устройство не требует батареи и может одновременно отслеживать несколько показателей организма — от температуры до частоты сердцебиения.
Имплант складывается как оригами
Устройство назвали MiFi — Minimally Invasive Foldable bioelectronic implant, то есть складной биоэлектронный имплант для минимально травматичной установки.
Он сделан из тонкого гибкого материала — полиимида. Перед установкой имплант складывают гармошкой. Благодаря этому его можно легко разместить под кожей.
После установки MiFi самостоятельно расправляется и принимает первоначальную форму. В развернутом состоянии устройство имеет размеры 2,1 на 2,1 см, а его толщина составляет всего 0,3 мм.
Так ученые попытались решить одну из основных проблем подобных имплантов: маленькое устройство проще установить, но на нем остается меньше места для датчиков и беспроводной связи.
Что может измерять устройство
Исследователи создали несколько вариантов импланта с разными датчиками. Технология может использоваться для контроля:
- частоты сердечных сокращений;
- частоты дыхания;
- температуры;
- кислотности тканей, или pH;
- концентрации ионов лития.
Последний показатель особенно интересен: литий используется как лекарство, в частности, при биполярном расстройстве. При этом его безопасная и токсическая концентрации находятся относительно близко друг к другу. Это называют узким терапевтическим окном. Поэтому постоянный контроль уровня лития полезен для безопасности лечения.
Импланту не нужна батарейка
Еще одна особенность MiFi — внутри устройства нет аккумулятора. Для получения энергии исследователи использовали NFC — технологию беспроводной связи на сильно небольшом расстоянии. Та же технология применяется при бесконтактной оплате банковской картой или смартфоном.
В случае с имплантом внешний считыватель передает ему энергию через кожу. В ответ устройство отправляет наружу полученные данные. В эксперименте с образцом свиной кожи беспроводная связь работала через более 20 мм ткани.
Почему разработка интересна
Сейчас многие медицинские импланты требуют сложной установки, а автономные устройства могут нуждаться в источнике питания.
MiFi объединяет сразу несколько решений: маленький размер при установке, автоматическое разворачивание, беспроводное питание и возможность разместить несколько датчиков на одном устройстве.
В перспективе подобная технология могла бы позволить непрерывно получать информацию о состоянии организма без постоянного забора крови или других процедур.
Однако MiFi пока не готов к реальному применению. Испытания проводили только на крысах, но не на людях. Главный результат работы — демонстрация нового принципа создания биоэлектронных имплантов.
Ранее «Курсив» писал о другой интересной разработке: ученые создали первый в мире биоразлагаемый имплант, который сам растворяется в организме после лечения и дистанционно управляется с помощью света.
