Wstrzykiwalna elektronika przyszłością medycyny?

Ludzkość wchodzi w erę tzw. elektroniki ubieralnej, czyli urządzeń, które będzie można bez dyskomfortu nosić na sobie. A naukowcy już pracują nad kolejnym etapem rozwoju tej technologii i chcą przejść do ery sprzętu wstrzykiwalnego, który po dostarczeniu bezpośrednio do ludzkich tkanek pełniłby np. funkcje związane z opieką zdrowotną.

Badania w tym zakresie prowadzą m.in. specjaliści z Uniwersytetu Harvarda oraz chińskiego Narodowego Centrum Nanonauki i Technologii, którzy wspólnie pracują nad praktycznym zastosowaniem miniaturowych, elastycznych układów elektronicznych tworzonych z myślą o „podłączeniu” do ludzkiego mózgu. Co ważne, owo podłączenie nie odbywałoby się w drodze operacji chirurgicznej (obecnie typowej metody wprowadzania jakiegokolwiek sprzętu do ciała pacjenta – np. rozrusznika serca czy implantów), lecz poprzez wstrzyknięcie układu bezpośrednio do odpowiedniej tkanki.

Wyniki ich badań są obiecujące – okazje się, że technologicznie możliwe jest wszczepienie w ten sposób do mózgu układu elektronicznego, który może następnie wejść w interakcję z tym organem i być używany zarówno do stymulowania, jak i monitorowania jego pracy. Zdaniem naukowców, może to otworzyć nowy rozdział w historii badań nad łączeniem elektroniki z żywymi organizmami oraz nad interfejsami mózg-maszyna. Wśród rozważanych zastosowań jest np. wykorzystanie owego układu do bezpośredniego sterowania za pomocą myśli na przykład wózkiem inwalidzkim.

Charles Lieber, chemik z Uniwersytetu Harvarda wraz ze współpracownikami, wykorzystali w badaniach miniaturowe, elastyczne siatkowe moduły wykonane z przewodzących polimerów oraz elektrod i tranzystorów. Taka „siatka” była zwijana, umieszczana w strzykawce o średnicy 100 mikrometrów (0,1 mm) i wstrzykiwana do tkanki mózgowej myszy. Po dostarczeniu do mózgu gryzonia urządzenie się rozwijało i dopasowywało – dzięki temu, że miało postać elastycznej, porowatej siatki, mogło bez problemu przylgnąć do tkanki i zacząć poprawnie funkcjonować.

Co ważne, obserwacje wykazały, że wstrzykiwanie takich układów elektronicznych nie spowodowało reakcji immunologicznej, a przynajmniej przez pięć tygodni badania nie odnotowano żadnego przypadku pojawienia się w organizmie reakcji obronnej. Do siatki podpięte zostały przewody podłączone do zewnętrznego komputera, dzięki czemu możliwe było rejestrowanie i monitorowanie pracy mysiego mózgu. Naukowcy podkreślają, że docelowo przesyłanie danych odbywać ma się bezprzewodowo.

„W przyszłości nowe wyniki badań i nowe podejście do zastosowań tych rozwiązań spowodują ich szybki rozwój – w tym m.in. w zakresie wprowadzenia interfejsów bezprzewodowych oraz dodatkowych funkcji urządzeń. Zaowocuje to wzrostem poziomu skomplikowania elektroniki przeznaczonej do zastosowania w organizmach” – napisano w raporcie z badań.

W wywiadzie udzielonym serwisowi Nature.com Charles Lieber dodał, że opracowywane przez jego zespół rozwiązania mogą znaleźć zastosowanie m.in. w leczeniu uszkodzeń mózgu spowodowanych przez udary czy chorobę Parkinsona.

Badania nad wykorzystaniem systemów elektronicznych, które można zintegrować z ludzkim ciałem prowadzi wiele firm i jednostek naukowych. Na przykład Intel prognozuje, że do 2020 r. pojawią się wszczepiane do mózgu układy, które będzie można wykorzystać do sterowania komputerami. Warto dodać, że w ubiegłym miesiącu w mediach pojawiła się informacja o osiągnięciach naukowców z California Institute of Technology, którym udało się wykorzystać wszczepione do mózgu sparaliżowanego mężczyzny diody do płynnego, stabilnego sterowania zrobotyzowaną protezą ręki.


TOP 200