26.01.2022

Инженеры вживили микрокомпьютер в кость

Учёные из университета Аризоны изобрели уникальное
беспроводное устройство, которое крепится к поверхности кости человека и может
помочь врачам следить за её состоянием. Технология пока не одобрена для
применения на людях, но успешно прошла эксперименты на синтетических костях в
лаборатории.

Микрокомпьютер на кости

Изобретение будет полезно при лечении переломов, особенно
связанных с болезнями вроде остеопороза. Обычно пациенты с этим диагнозом
тратят на восстановление несколько месяцев. Вживление микрокомпьютера в кость
человека позволит врачам создавать исследовательские инструменты, чтобы узнать,
как работает опорно-двигательный аппарат. Вся собранная информация поможет
выбрать для пациента подходящую терапию и разработать наилучшие техники для
восстановления. 

Так как костная ткань находится в непосредственной близости
от мышц, важно было разработать максимально тонкое устройство. Изобретённый
микрокомпьютер толщиной с лист бумаги и может повторять изгибы кости, плотно к ней прилегая. 

Микрокомпьютер на кости

Наружные клетки костей также периодически обновляются, как и
внешние слои кожи. Прикрепление устройства с помощью обычного клея привело бы к
тому, что прибор отклеился бы уже через несколько месяцев. Для решения этой
проблемы профессор ортопедической хирургии и биомедицинской инженерии Джон
Сзивек разработал специальный клей, который содержит частицы кальция с атомной
структурой, подобной костным клеткам. С её помощью электроника надёжно закрепляется на
поверхности кости. 

«Кость в основном думает, что устройство является её частью,
и растёт до самого датчика. Это позволяет ему формировать прочную связь с
костью и проводить измерения в течение длительных периодов времени», — говорит доцент кафедры биомедицинской инженерии Филипп Гутруф.

Датчику не нужна батарея, поскольку его можно подзаряжать и
передавать информацию с помощью NFC. Когда устройство разрешат к использованию
на реальных пациентах, у врачей появится возможность более детально изучать
процесс заживления ран и переломов, лучше понимать ситуации, когда следует
удалять временные аппаратные средства, такие как пластины, стержни или винты.
Детальный мониторинг даст возможность принимать более обоснованные решения об
уровнях дозировки лекарств. 

Источник: news.arizona.edu

Поделиться ссылкой: