可溶性无线控制储能电路:在医学界掀起一场新的革命
在实验阶段,可能的未来应用包括刺激神经和骨骼生长,帮助伤口愈合以及输送药物和抗生素。试想一下,一个微小的无线电路进入人体后,它会通过外部控制到达目的地,并开始释放热量以消灭周围的细菌。
这种“热疗”疗法是一种治疗方法。也许是对付细菌的最佳方法,完成杀菌任务后,这个微小的装置会自行溶解,并通过人体的循环系统排出。
伊利诺伊大学的机械工程师约翰·罗杰斯(John Rogers)表示,这些微型设备通常仅负责分阶段执行的任务,因此在任务完成后,能够自行溶解是最好的状态。图 可以溶解在生物体内的电子系统对医学治疗具有重要意义。
2012年,约翰·罗杰斯发表了水溶性硅材料电路的研究成果。在2013年,他和他的团队开发了一种可以植入大脑的微型LED。
最新结果是将无线控制电路固定在超薄的丝绸基板上,该基板可以响应不同的频率信号。电容器,电感和电阻组件由水溶性生物材料制成,纳米硅膜用作半导体。
镁,二氧化硅或氧化镁用作绝缘部分。天线在整个无线控制电路中起着重要作用,它是由嵌入丝表面的镁制成的。
它的功能是接收无线信号并将其转换为电能以驱动电路。为了验证电路的运行,John和他的同事们将镁天线与LED器件的微电路结合在一起。
无线发射器的安装距离为6英尺。微型设备成功使用了15%的无线信号能量。
它转换为电能,并且LED灯闪烁。然后将电路放入去离子水中,使其平滑溶解。
经过实验,可以在室温下在2小时内将500nm非常细的镁天线完全溶解在去离子水中。如果它是比这大六倍的镁质天线,那么只需要几天的时间就可以溶解。
约翰·罗杰斯(John Rogers)小组使用红外摄像机观察植入皮下组织的微设备是否正常运行。还观察到操作环境周围的皮肤会稍微升高几摄氏度,但是目前的实验阶段尚未发现该设备会引起炎症,纤维化病变或其他副作用。
卡内基梅隆大学的Christopher BetTInger教授提到,可以溶解在生物体内的电子系统对医学治疗具有重要意义。使用无线电波作为能源意味着设备植入的深度越深,所需天线的尺寸将越大。
他认为,能源供应将是生物溶解电子面临的主要问题。此外,学术界还需要明确定义与传统疗法相比,这些工具可以发挥哪些优势。
