2 жовтня, 2026
Нові мікроімпланти можуть передавати сигнали крізь тіло та запускати терапію
Інженери Технологічного інституту Джорджії (США) розробили систему бездротового зв’язку між імплантами, яка використовує тканини організму як провідне середовище. Smart Wireless Autonomous Networking System (SWANS) передає електричні імпульси через іонну провідність біологічних тканин, завдяки чому мікропристрої можуть обмінюватися сигналами без антен і зовнішнього передавача, необхідних для традиційних радіочастотних технологій.
Розробка вчених вирішує одну із ключових проблем біоелектроніки: мініатюризацію імплантів без втрати можливості координувати їхню роботу. Компоненти SWANS мають мікрометрові розміри, а самі пристрої можуть бути меншими за 3 мм і вводитися через голку. У режимі очікування вони споживають мікровати енергії або практично не потребують її, активуючись лише після отримання специфічного сигналу. За оцінками дослідників, імплант, який активується один раз на добу, потенційно може працювати близько року.
На відміну від Bluetooth та інших радіочастотних систем, SWANS не призначена для передавання великих масивів даних. Кожен пристрій розпізнає певну комбінацію напруги та тривалості імпульсу, тому один сигнал може активувати конкретний імплант, тоді як інші залишаються неактивними. Такий принцип дає змогу створювати мережі з багатьох незалежних сенсорів і терапевтичних пристроїв. За даними авторів, система забезпечувала майже удесятеро більшу дальність передачі через тканини, ніж радіочастотні методи, - понад 30 см.
Працездатність концепції продемонстрували на тваринній моделі. Дослідники поєднали сенсор, який реєстрував рух передньої лапи щура, з імплантованим нейроінтерфейсом у задній кінцівці. Отриманий сигнал автоматично запускав електричну стимуляцію м’яза, спричиняючи скорочення, узгоджене з рухом. Окремі експерименти також підтвердили можливість передачі сигналів між пристроями, розташованими в різних ділянках тіла, зокрема глибоко у черевній порожнині.
«Тепер можна розміщувати сенсори там, де найкраще реєструється біологічний сигнал, а виконавчі пристрої – там, де найкраще здійснювати терапевтичну дію, - зазначив Алекс Абрамсон, старший автор дослідження та доцент Технологічного інституту Джорджії. – Вони не повинні бути з’єднаними, вирівняними або навіть розташованими поруч – вони можуть передавати сигнали через навколишні тканини».
Потенційно така архітектура може стати основою замкнених терапевтичних систем, у яких сенсори безперервно контролюють фізіологічні параметри, а віддалені імпланти автоматично запускають нейростимуляцію чи доставку лікарських засобів. Водночас нинішні результати отримано переважно в експериментальних моделях, тому до клінічного застосування необхідно оцінити довготривалу безпеку електричної стимуляції, стабільність імплантів і роботу багатовузлових мереж у людини.
Джерело: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz5300