Nadzorowanie zdrowienia złamania dzięki chipowi umieszczonemu na kości

Zainstalowane na implantach chirurgicznych, czujniki o średnicy pół centymetra i grubości pół milimetra mogą przekazywać w czasie rzeczywistym informacje na temat stanu złamanej kości. Do takiego sukcesu doszli specjaliści amerykańscy w dziedzinie bioinżynierii medycznej.

Nadzorowanie odbudowy kości po złamaniu, bez konieczności uciekania się do pomocy radiografii ani do badań inwazyjnych, oto, do czego są zdolne te mikroczujniki opracowane przez badaczy amerykańskich z instytutu Rensselaer Polytechnic Institute.

Ich rozmiar jest naprawdę niewielki, między 4 i 6 mm średnicy, na 500 mikronów grubości. Mikroczujniki te mogą być przytwierdzane na sporej liczbie implantów chirugicznych, jak na przykład tych, które są używane do łączenia złamanych kości.

Czujniki mogą nadzorować temperaturę, nacisk, napięcie, a także ruchy, w miarę tego jak postępuje konsolidacja kości. Wszystkie te informacje mogą być zbierane w czasie realnym przez zewnętrzny czytnik.

Implanty biokompatybilne i informacje w czasie rzeczywistym

Czujnik jest pasywnym rezonatorem, wyjaśnia Eric Ledet z departamentu inżynierii biomedycznej instytutu Rensselaer Polytechnic Institute, który opracował tę technologię. Nie posługuje się on żadnym źródłem energii, żadną telemetrią ani żadnymi połączeniami elektrycznymi.

Kiedy jest stymulowanym zewnętrznym polem o częstotliwości radiowej, odpowiada on w radiofrekwencji charakterystycznej. Kiedy jest naładowany, zdeformowany, albo kiedy jego temperatura się zmienia, charakterystyczna radioczęstoliwość się w konsekwencji zmienia. Możemy czytać te informacje na zewnątrz. Do tego posługujemy się analizatorem sieci, aby stymulować czujnik i czytać informacje.

Eric Ledet pracował nad tego typu czujnikiem od pięciu lat. Na tę chwilę, wszystkie prace mają miejsce w laboratorium, ale badacz ma nadzieję, iż wkrótce będzie mógł zacząć swoje pierwsze doświadczenia in vivo.

Czujnik jest prosty i zrobiony z biokompatybilnych materiałów, a więc uważamy, że nie będzie problemów z bezpieczeństwem, kiedy czujnik zostanie wszczepiony do ciała ludzkiego, wyjaśnia Eric Ledet.

Z wyglądu, czujnik ten przypomina maleńkie szpuleczki. Ich prostota wykonania powinna pozwolić na wyprodukowanie ich w dużych ilościach, masowo wręcz, i to dość szybko.

Nasze prototypy wyprodukowane w laboratorium kosztują poniżej 20 dolarów, czyli około 15 euro. Przy produkcji masowej, czujniki te będą jeszcze tańsze, jak zapewnia Eric Ledet.