Petite puce d’échographie implantable pour la surveillance physiologique

Des chercheurs de l’Université de Columbia ont développé une puce microscopique implantable pour la surveillance physiologique. Il a un volume total inférieur à 0,1 mm3. Pour mettre cela en perspective, la puce est aussi petite qu’un acarien et ne peut être visualisée qu’au microscope. L’objectif de cette recherche était de créer des dispositifs qui peuvent être injectés à l’aide d’une aiguille hypodermique standard, puis qui transmettent leurs lectures sans fil à des écrans externes tels que des moniteurs patient et des smartphones. L’équipe de Columbia a utilisé des ultrasons appliqués en externe via un imageur à ultrasons conventionnel pour alimenter et communiquer avec leur implant.

Les implants médicaux offrent d’énormes avantages en termes de suivi des patients. Les chercheurs développent une multitude de tels dispositifs pour surveiller divers paramètres biologiques, des signes vitaux aux taux de glucose. Cependant, comme pour les autres appareils électroniques, le progrès technologique est généralement associé à la miniaturisation, et dans le domaine des implants médicaux, les plus petits ne sont pas seulement plus élégants, mais aident également à faciliter l’implantation et à minimiser les effets secondaires.

«Nous voulions voir jusqu’où nous pouvions repousser les limites de la petite taille d’une puce fonctionnelle que nous pourrions fabriquer», a déclaré Ken Shepard, un chercheur impliqué dans l’étude, via un communiqué de presse. «C’est une nouvelle idée de« puce en tant que système »- c’est une puce qui seule, avec rien d’autre, est un système électronique fonctionnel complet. Cela devrait être révolutionnaire pour le développement de dispositifs médicaux implantables miniaturisés sans fil capables de détecter différentes choses, d’être utilisés dans des applications cliniques et finalement approuvés pour un usage humain. »

Les chercheurs rapportent qu’ils ont créé le plus petit système monopuce au monde. L’appareil utilise les ultrasons comme source d’alimentation et pour communiquer avec un appareil externe. L’équipe a choisi cette modalité car la longueur d’onde des ondes électromagnétiques est trop grande pour fonctionner avec un appareil aussi petit, alors que la longueur d’onde pour les ultrasons est beaucoup plus petite à une fréquence donnée.

«C’est un bel exemple de la technologie« plus que Moore »- nous avons introduit de nouveaux matériaux sur le semi-conducteur oxyde-métal complémentaire standard pour fournir une nouvelle fonction», a déclaré Shepard. «Dans ce cas, nous avons ajouté des matériaux piézoélectriques directement sur le circuit intégré pour convertir l’énergie acoustique en énergie électrique.»

L’itération actuelle de l’appareil mesure la température corporelle, mais la technologie a le potentiel de surveiller une variété de paramètres biologiques. Jusqu’à présent, les chercheurs ont démontré que les implants peuvent surveiller la température corporelle chez la souris et espèrent développer la technologie au point où elle pourrait être utilisée chez des patients humains.

Étudier en Progrès scientifiques: Application d’un motif implantable inférieur à 0,1 mm3 pour la détection de température sans fil en temps réel in vivo

Passant par: Université Columbia

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