コロンビアエンジニアは、完全に機能する電子回路を備えた最小のシングルチップシステムを開発しています。
顕微鏡でしか見られないこの埋め込み型チップは、皮下注射針で体内に注入して病状を監視できるチップが特徴の未来を示しています。
植込み型医療機器、内部革命
それらは、生物学的信号の監視とマッピングにすでに広く使用されています。 または生理学的機能をサポートし、改善するため。 病気を治すためにも。
植込み型医療機器は、医療を変革し、何百万人もの人々の生活の質を向上させています。
ただし、研究者は、invivoおよびinsituでリアルタイムにデータを送信できるデバイスに焦点を当てています。 ダッシュボードのように温度、血圧、ブドウ糖、呼吸を24時間制御することで、診断と治療の両方の手順に革命をもたらすでしょう。
取り除くための足跡
今日まで、従来の埋め込み型電子機器は非常に体積効率が悪く、より多くのチップ、パッケージ、ケーブル、および外部トランスデューサが必要です。 最も重要なことは、エネルギー貯蔵のためにバッテリーが必要になることがよくあることです。
エレクトロニクスの絶え間ない傾向は、電子部品のより緊密な統合であり、多くの場合、ますます多くの機能が集積回路自体にシフトしています。
コロンビアエンジニアリングの研究者は、彼らが言うところの世界最小のシングルチップシステムを構築しました。 それは0,1mm3未満の総体積を占めます。
ダニと同じくらい小さく、顕微鏡でしか見えないチップ。
これを達成するために、チームは超音波を使用して、デバイスにワイヤレスで電力を供給し、通信しました。
研究はオンラインで公開されました サイエンスアドバンシスで。
「私たちは、動作するチップをどれだけ小さくできるかという限界をどこまで押し上げることができるかを見たかったのです」とスタジオリーダーは言います。 ケンシェパード、電気および生物医学工学の教授。
システムとしてのチップの新しいアイデア
他に何も必要ありません。チップだけが完全に機能する電子システムです。
これは、さまざまなものを感知し、臨床アプリケーションで使用でき、場合によっては人間が使用できる、ワイヤレスの小型化された埋め込み型医療機器を開発するための革新的なアプローチになる可能性があります。
このプロジェクトは、研究の筆頭著者である博士課程の学生ChenShiによって実施されました。
Shiのデザインは、その体積効率において独特です。 従来のRF通信リンクは、電磁波の波長がデバイスのサイズに対して大きすぎるため、このような小さなデバイスでは不可能です。
超音波の波長は特定の周波数ではるかに小さいため（音速は光速よりもはるかに遅い）、チームは超音波を使用して電力を供給し、デバイスとワイヤレスで通信しました。
このようにして、チームは通信および超音波電源用の「アンテナ」をチップ上に直接製造しました。
注入される「見えない」チップ
チップは、そのまま埋め込み可能/注入可能であり、Taiwan Semiconductor ManufacturingCompanyで製造されました。
超音波は、新しいツールや技術が利用可能になるにつれて、臨床的に重要性を増し続けています。 この作品はこの傾向を続けています。
チームの目標は、皮下注射針で体内に注入し、超音波を介して外部と通信し、局所的に測定したものに関する情報を提供できるチップを開発することです。
