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斯坦福大学开发出新型移植物可利用超声波无线充电

时间:2014-10-20 13:08来源:生物谷   作者:未知

最近斯坦福大学工程学院的研究人员们开发出了一种新型的芯片类移植物,这种智能芯片的特殊之处在于可以利用超声波进行无线充电。研究人员表示,为了治疗帕金森症等疾病,医生必须将足够小的芯片深植入体内,这也为芯片的安全性和耐用性提出了考验。而斯坦福大学此次的创新发明则创造性的解决了为植入患者体内微型芯片充电的难题,也使得患者接受移植的成本更低,安全系数更高。

传统的生物智能芯片大小和圆珠笔笔尖相仿,而Amin Arbabian等人则希望将这种芯片的尺寸再减小到原来的十分之一。经过改造后,这种芯片可以通过压电效应(简单地讲,即通过压力变化产生电流的变化)进行充电,当超声波对这种芯片作用时,压电材料的芯片会以每秒百万次的频率进行震荡进而产生电流,为芯片提供能量。同时,芯片中还安置了一个内置天线能够实时传输体内状况。斯坦福大学的科学家们希望将其用于治疗疼痛的传感器上。

此次斯坦福大学的研究成果正代表着目前生物医药产业领域中生物电子疗法的潮流。众所周知,神经元信号传导是通过电信号实现的,而这一途径的异常会导致许多神经系统疾病。与此同时,美国政府于近日正式启动的BRAIN计划也专门划拨了大笔研究经费用于开发此类生物电子疗法仪器。可以预见,这种疗法在不久的将来会获得十分广泛的应用。

详细英文报道:

Stanford University seems to have found a niche in developing tiny wireless implants. In the latest innovation, the university announced that it is working on methods of beaming ultrasound to power implanted "smart chips" for the treatment of conditions like Parkinson's disease.

"Many biosensing and stimulation applications require small, deep medical implants," said electrical engineer professor Amin Arbabian, in a university statement. "We believe our platform provides the recipe for building small devices that can be powered wirelessly and programmed to perform a wide array of tasks."

The smart chip is about the size of the tip of a ballpoint pen, but Arbabian and other Stanford engineers are trying to create an implant one-tenth that size.

Ultrasounds powers the chip implant via piezoelectricity, or electricity caused by pressure, the release explains. Mounted to the chip is a small piece of piezoelectric material that moves in a springlike function when struck by ultrasound waves. "The implant is like an electrical spring that compresses and decompresses a million times a second, providing electrical charge to the chip," said graduate student Marcus Weber in the release.

Stanford wants to utilize the chip to run sensors or deliver electricity to the site of pain. The implant has a built-in radio antenna to transmit information.

The device is an example of the growing trend of "electroceuticals" and has many applications toward studying or treating conditions of the central nervous system and brain, something which the government is pushing via the $79 million BRAIN initiative.

"U.S. and European brain initiatives are pushing for a more complete understanding of the central nervous system," said Florian Solzbacher, professor of electrical and computer engineering at the University of Utah, in the release. "This requires being able to interface with cells using arrays of micro implants across the entire 3D structure of the brain."

Led by one of FierceMedicalDevices' women in med tech, Ada Poon, Stanford has been developing a variety of mini wireless implants lately. Earlier this year Poon's lab built an experimental, pacemaker-like device that is smaller than a grain of rice and can be wirelessly charged from outside the body.

转载地址:http://news.bioon.com/article/6660389.html

(责任编辑:泉水)
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