Newsy

Zbudowano najmniejszy na świecie chip do wszczepiania pod skórę. Waży 2 mg i może badać połączenia mózgowe [DEPESZA]

2020-07-27  |  06:00
Wszystkie newsy

Japońscy naukowcy zbudowali najmniejsze na świecie urządzenie optyczne, które może być wszczepiane pod skórę. Zawiera ogniwo fotowoltaiczne, zasilane światłem podczerwonym, które emituje światło niebieskie. Zastosowanie światła podczerwonego pozwala na wszczepienie urządzenia na kilka centymetrów w głąb ciała, a emisja światła niebieskiego może być wykorzystana do kontroli wzorców mózgowych. Chip może znaleźć zastosowanie zarówno w opiece medycznej, jak i na błyskawicznie rosnącym rynku internetu rzeczy.

Zachowanie neuronów można zmienić nie tylko za pomocą substancji chemicznych, ale i samego światła. Światło może aktywować określone białka w mózgu, aby zmienić wzorce mózgowe. W związku z tym naukowcy wszczepili urządzenia optyczne np. gryzoniom, aby skutecznie kontrolować ich zachowanie, używając jako bodźca jedynie światła o określonych długościach fal. Dotychczas stosowane urządzenia były zazwyczaj nieporęczne i ciężkie, w dużej mierze ze względu na zależność od elektromagnetyzmu – zarówno napięcie, jak i prąd zmniejszają się wraz ze zmniejszaniem rozmiaru.

Grupa japońskich naukowców zbudowała wszczepialny chip CMOS o objętości 1 mm3 i ciężarze 2,3 mg.

– Rozmiar jest zawsze wyzwaniem. Nikt nie lubi mieć dużych implantów – podkreśla Takashi Tokuda, profesor nadzwyczajny w Nara Institute of Science and Technology (NAIST). – Zintegrowaliśmy dwa zestawy ogniw fotowoltaicznych na układach półprzewodnikowych. Dziesięć komórek zostało zintegrowanych do zasilania, a siedem komórek do polaryzacji.

Tak mały rozmiar urządzenia optycznego wynika z faktu, że w urządzeniach opartych na fotowoltaice napięcie pozostaje niezmienione niezależnie od rozmiaru. Nowy chip wykorzystuje uzupełniający się półprzewodnik z tlenku metalu, który kontroluje moc fotowoltaiczną.

Urządzenie zawiera chip LED InGan (zbudowany z azotku indu i galu), dzięki któremu może emitować niebieskie światło. Można je zaś aktywować za pomocą światła podczerwonego. To o tyle istotne, że podczerwień może wnikać głęboko w ciało, podczas gdy światło niebieskie nie może dotrzeć głębiej niż powierzchnia. Dlatego urządzenie można wszczepić na kilka centymetrów w głąb ciała.

Nowy biochip japońskich naukowców nie jest jednak jeszcze gotowy do wszczepiania, wciąż wymaga modyfikacji przed uzyskaniem pełnego potencjału.

– Urządzenie może być stosowane tylko do stymulacji impulsami i wymaga czasu ładowania dla każdej stymulacji. Większość optogenetyków używa wielu impulsów. Musimy poprawić wydajność odbioru i konwersji energii – wskazuje Takashi Tokuda. – Jest to jednak najmniejszy na świecie bezprzewodowy optyczny stymulator neuronowy.

Jeśli to najmniejsze na świecie urządzenie optyczne do wszczepiania pod skórę zostanie skomercjalizowane, może posłużyć m.in. w opiece zdrowotnej czy do kontrolowania urządzeń internetu rzeczy.

(Newseria Innowacje)

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Złote Spinacze 2020 - zgłoszenie

Kosmos i lotnictwo

Samoloty naddźwiękowe nowej generacji przyspieszą podróżowanie. Przy ich produkcji wykorzystywane będą innowacyjne technologie 3D [DEPESZA]

Po blisko 20 latach od wycofania ze służby Concorde’ów branża technologiczna ponownie zwraca się w stronę ponaddźwiękowych samolotów pasażerskich. Wdrożenie pojazdów tego typu do powszechnego użytku będzie wymagało skorzystania z nowych technologii, które umożliwią bezpieczne podróżowanie w ponaddźwiękowych prędkościach przy maksymalnej redukcji zanieczyszczenia środowiska przez silniki nowej generacji. Koncern Virgin Galactic nawiązał współpracę z firmą Rolls-Royce, która ma ułatwić skonstruowanie takich samolotów.

Jak korzystać z materiałów Newserii?

Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.

Medycyna

Polscy pacjenci onkologiczni z szansą na rewolucyjną terapię już w przyszłym roku. Agencja Badań Medycznych wsparła ją kwotą 100 mln zł

Przełomowa terapia w leczeniu nowotworów może już wkrótce trafić do Polski. W efekcie leczenie zamiast ok. 1,5 mln zł będzie kosztowało 10-krotnie mniej. Agencja Badań Medycznych przekaże 100 mln zł na leczenie nowotworów przełomową terapią CAR-T. Terapia komórkami pozwala uzyskać całkowitą remisję u ok. 90 proc. chorych z ostrą białaczką limfoblastyczną, przy czym u połowy pacjentów ma ona charakter trwały. Grant ABM może wprowadzić Polskę do światowej czołówki w zakresie immunoterapii.