Microscopische implanteerbare chip in injectienaalden

 Columbia wetenschappers presenteren microscopische implanteerbare chip in injectienaalden.

 

 Chips in de punt van een injectienaald. Foto: Columbia Engineering  

Elektronica in ons lichaam plaatsen zodat deze samen met de rode bloedcellen circuleert om biologische signalen te bewaken en in kaart te brengen, fysiologische functies te ondersteunen en te verbeteren, en ziekten te behandelen, is iets wat in de wereld van de geneeskunde steeds wenselijker wordt. Implanteerbare medische apparatuur transformeert de gezondheidszorg en verbetert de kwaliteit van leven voor miljoenen mensen, bericht inceptivemind.com.

Onderzoekers van Columbia Engineering hebben naar eigen zeggen ’s werelds kleinste enkel-chipsysteem gebouwd dat een volledig functionerend elektronisch circuit is met een totaal volume van minder dan 0,1 kubieke millimeter. Het systeem is zo klein als een stofmijt en alleen zichtbaar onder een microscoop.

Om dit te bereiken, gebruikte het team echografie om zowel het apparaat van stroom te voorzien als draadloos met het apparaat te communiceren. De kleine nieuwe chip kan via een injectienaald worden geïmplanteerd om de interne lichaamstemperatuur, bloeddruk, glucose en mogelijk nog veel meer te meten.

Gewoonlijk is kleine elektronica voorzien van radiofrequentie (RF)-modules voor het zenden en ontvangen van elektromagnetische signalen, maar deze golflengten zijn te groot om te kunnen worden gebruikt met zo’n klein apparaat.
Ultrasone golflengten zijn daarentegen veel kleiner bij een bepaalde frequentie omdat de geluidssnelheid zoveel minder is dan de lichtsnelheid. Daarom heeft het team een piëzo-elektrische transducer ingebouwd die als een “antenne” fungeert om draadloos met het apparaat te communiceren en het van stroom te voorzien met behulp van ultrasone geluidsgolven.

In combinatie met een temperatuursensor met laag stroomverbruik om de chip om te vormen tot een temperatuursonde in reële tijd, zal het apparaat in staat zijn de lichaamstemperatuur te controleren naast de kleine temperatuursvariaties die verband houden met het therapeutisch gebruik van ultrageluid.
Dit zou revolutionair moeten zijn voor de ontwikkeling van draadloze, geminiaturiseerde implanteerbare medische apparatuur die verschillende dingen kan waarnemen, in klinische toepassingen kan worden gebruikt en uiteindelijk voor menselijk gebruik kan worden goedgekeurd.

Op dit moment werd het proof-of-concept van het implantaat gedemonstreerd op levende muizen, waar het werd gebruikt voor ultrasone neurostimulatie. In het experiment werden tot zeven muizen tegelijk geïmplanteerd met intramusculaire injectie via een injectiespuit.

Het doel van het team is chips te ontwikkelen die met een injectienaald in het lichaam kunnen worden ingebracht en vervolgens met behulp van ultrageluid weer naar buiten kunnen communiceren, waarbij informatie wordt verstrekt over iets dat zij plaatselijk meten. De huidige apparaten meten de lichaamstemperatuur, maar er zijn nog veel meer mogelijkheden waar het team aan werkt.

Maar de traceerbare microchip kan worden geïnjecteerd met het Coronavaccin.