Apri il laptop medio e vedrai due cose: un processore delle dimensioni di mezzo dollaro e le parti relativamente massicce necessarie per alimentarlo, in particolare la batteria.
Lo stesso vale per gli impianti medici elettronici, come i pacemaker. Ma all'interno del corpo umano, spesso non c'è spazio per un grande power pack. Quindi un team di ricercatori, guidato da Ada Poon, assistente professore di ingegneria elettrica presso la Stanford University School of Engineering, ha sviluppato un modo per caricare in modalità wireless dispositivi impiantati all'interno del corpo, consentendo dispositivi medici piccoli come un chicco di riso.
Il sistema di ricarica del team è un riff sulla tecnologia utilizzata per alimentare spazzolini elettrici, smartphone e altri piccoli dispositivi. In queste configurazioni, l'elettricità passa attraverso una bobina in una fonte di alimentazione, creando un campo elettromagnetico. Una bobina corrispondente nel dispositivo stesso raccoglie energia da quel campo, che induce una corrente che può alimentare il dispositivo o caricare una batteria. Questo tipo di onda, noto come "campo vicino", tuttavia, non può viaggiare molto lontano o passare attraverso i tessuti.
Mentre c'è spazio per un pacemaker con un pacco batteria vicino al cuore, altre parti del corpo offrono meno area su cui lavorare. Nel cervello, ad esempio, non c'è spazio per un impianto di sedersi proprio nel sito di trattamento. Invece, i medici dovrebbero posizionarlo dove c'è un'area relativamente aperta, come la parte posteriore del collo, e utilizzare i fili per raggiungere il sito di destinazione.
"Non siamo affatto le prime persone a utilizzare l'alimentazione wireless per impianti medici", spiega John Ho, uno studente laureato che è stato coautore dello studio. “[Gli impianti sono] usati per cose come gli impianti cocleari, ma la [fonte di alimentazione] stessa deve essere abbastanza grande e l'impianto deve essere molto superficiale. Non possono raggiungere i luoghi importanti del corpo, come il cuore o il cervello. "
Ecco perché il lavoro di Poon mira a esplorare come utilizzare il "tessuto biologico per trasportare energia", afferma. Il suo impianto elettronico da 2 mm per 3 mm è alimentato attraverso il corpo con una fonte delle dimensioni di una carta di credito (caricata in modo indipendente) all'esterno.
Il suo team ha trovato un metodo unico per manipolare le onde in modo che si propagino e passino attraverso i tessuti vivi. La fonte di alimentazione genera onde elettromagnetiche del campo vicino di un modello specifico. Quando gli impulsi colpiscono e interagiscono con i tessuti vivi, diventano un nuovo tipo di onda, chiamato "campo medio". "Quando posizioni [la nostra fonte di energia] sul corpo, le proprietà del tuo tessuto convertono effettivamente le onde", lei spiega.
L'impianto fa parte di una classe di terapie mediche note come "elettroceutici".
Molte delle funzioni del nostro corpo sono di natura elettrica, quindi un impianto elettronico posizionato vicino a una fibra nervosa potrebbe erogare piccoli impulsi che forniscono una terapia più mirata rispetto ai farmaci, che agiscono a livello globale.
"Vogliamo vedere se l'elettronica può essere utilizzata per trattare le malattie come complemento della terapia farmacologica o in sostituzione della terapia farmacologica", afferma Poon
Il metodo, finora, sembra sicuro. Il team è stato in grado di trasmettere energia a un impianto in un maiale - un animale simile a un essere umano in scala - e impostare il ritmo del cuore di un coniglio. E un laboratorio indipendente nella Bay Area ha scoperto che le onde radio prodotte dal sistema di Poon non sono più pericolose di quelle di un cellulare.
Spera di iniziare le prove umane entro un anno. Le prove iniziali si concentreranno sulla gestione del dolore .. Ma Ho dice che è solo la punta dell'iceberg; il team sta lavorando con i laboratori della facoltà di medicina dell'università per trovare potenziali usi per altre condizioni, tra cui epilessia, Parkinson o incontinenza urinaria.
Passeranno diversi anni prima che un sistema come quello di Poon raggiunga i dispositivi medici di consumo. Ma il palcoscenico per una nuova era della medicina elettronica è stato sicuramente fissato.
