Biohajoavia mikroresonaattoreita

EPFL:n tutkijoiden kehittämä biohajoava resonanssipiiri lämpenee ulkoisen vaihtelevan sähkömagneettiselle kentän vaikutuksesta ja sopivalla järjestelyllä se vapauttaa tarkoituksenmukaisia lääkkeitä kehon sisällä.

EPFL:n tutkijat ovat kehittäneet biohajoavia mikroresonaattoreita, joita voidaan lämmittää langattomasti. Lääkärit voisivat pian käyttää niitä implanteissa vapauttaakseen kipulääkkeitä kudoksissa.

Monissa leikkauksissa potilaat kokevat sietämätöntä kipua leikkauksen jälkeen. Leikkauksessa yleensä annetaan kipulääkkeitä mutta sen vaikutus loppuu päivän tai kahden jälkeen. Sitten potilaille annetaan morfiinia lähellä selkärankaa sijoitetun katetrin kautta. Katetrit eivät kuitenkaan ole erityisen mukavia ja lääkkeet leviävät koko kehoon vaikuttaen kaikkiin elimiin.

EPFL:n Microsystems Laboratoryn tutkijat työstävät nyt biologisesti hajoavaa implanttia, joka vapauttaisi paikallispuudutetta tarpeen mukaan.

He kehittivät pienen magnesiumista valmistetun biohajoavan elektronisen piirin jota voidaan lämmittää langattomasti kehon ulkopuolelta. Kun piiri on integroitu lopulliseen laitteeseen, se antaa mahdollisuuden vapauttaa hallitut määrät anestesiaa tietyssä paikassa useiden päivien ajan. Sen jälkeen implantti hajoaa turvallisesti kehon sisällä.

Elektroninen piiri on vain muutaman mikronin paksuinen. Vuorottelevalle sähkömagneettiselle kentälle altistettuna spiraaliresonaattori tuottaa sähkövirran, joka luo lämpöä.

Tutkijoiden päätavoitteena on yhdistää resonaattorit kipulääkkeellä täytettyihin kapseleihin ja sijoittaa ne sitten kudokseen leikkauksen aikana. Kapselien sisältö voisi vapautua, kun kehon ulkopuolelta lähetetty sähkömagneettinen kenttä sulattaa kapselikalvon.

Tutkijat ovat projektinsa avainvaiheessa ja pystyvät valmistamaan eri aallonpituuksilla toimivia resonaattoreita ja kapseleita jotka sitten kukin vapauttavat eri lääkkeitä.

Tutkijoiden piti olla luovia valmistaakseen biohajoavia resonaattoreita. Heidän piti heti alkuun poistaa kaikki valmistusprosessit, joissa tapahtui kosketusta veden kanssa, koska magnesium liukenee veteen vain muutamassa sekunnissa.

He lopulta muokkasivat magnesiumia saostamalla sen substraattiin ja käsittelemällä sen sitten ionisäteillä. Lopulta he pystyivät luomaan joitain pienimmistä magnesiumresonaattoreista maailmassa: kaksi mikronia paksut, halkaisijaltaan kolme millimetriä.

Ryhmän keksintö ei ole aivan valmis leikkaussaliin. "Meidän on vielä työskenneltävä integroidaksesi resonaattorit lopulliseen laitteeseen ja osoitettava, että lääkkeitä on mahdollista vapauttaa sekä in vitro että in vivo ", toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Implantti ottaa energian ihmiskehosta

Elimistöön sulavia antureita

Joustavaa ja biohajoavaa elektroniikkaa