11 مه 2021توسط دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه کلمبیا اعتبار: مهندسی چن شی / کلمبیا
در عکس فوق تراشه های در نوک یک سوزن تزریق زیر پوستی نشان داده شده است . مهندسان دانشگاه کلمبیا کوچکترین سیستم تک تراشه ای را که یک مدار الکترونیکی کامل است توسعه می دهند. تراشه های قابل کاشت در بدن که فقط در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند ، راهی برای تولید تراشه هایی است که می تواند برای کنترل شرایط پزشکی به بدن تزریق شود.
این تراشه ها به طور گسترده ای برای نظارت و نقشه برداری از سیگنال های بیولوژیکی ، پشتیبانی و تقویت عملکردهای فیزیولوژیکی و درمان بیماری ها استفاده می شود . دستگاه های پزشکی قابل کاشت در حال تغییر در وضعیت مراقبت های بهداشتی و بهبود کیفیت زندگی برای میلیون ها نفر هستند. محققان به طور فزاینده ای به طراحی دستگاه های پزشکی قابل کاشت بی سیم و کوچک برای نظارت فیزیولوژیکی in vivo و in situ علاقه مند هستند. از این دستگاه ها می توان برای نظارت بر شرایط فیزیولوژیکی مانند دما ، فشار خون ، گلوکز و تنفس برای هر دو روش تشخیصی و درمانی استفاده کرد.
تا به امروز ، وسایل الکترونیکی کاشته شده معمولی بسیار کم حجم بوده اند – آنها معمولاً به تراشه های متعدد ، بسته بندی ، سیم و مبدل های خارجی احتیاج دارند و باتری ها نیز برای ذخیره انرژی مورد نیاز هستند. یک روند ثابت در الکترونیک ، ادغام دقیق تر اجزای الکترونیکی بوده که غالبا عملکردهای بیشتری را به مدار خود مجتمع منتقل می کند.
محققان مهندسی کلمبیا گزارش دادند که آنها با حجمی کمتر از 0.1 میلی متر مکعب ، کوچکترین سیستم تک تراشه ای جهان را ساخته اند. این سیستم به اندازه یک ذره گرد و غبار است و فقط در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده است. به منظور دستیابی به این هدف ، تیم از اولتراسوند برای برق رسانی و ارتباط بی سیم با دستگاه استفاده کردند.
رهبر این مطالعه ، کن شپارد ، استاد مهندسی برق و استاد مهندسی پزشکی ، گفت: “ما می خواستیم ببینیم که چقدر می توانیم یک تراشه را از نظر حجم محدود کنیم.” “این یک ایده جدید از” تراشه به عنوان سیستم “است . این یک تراشه است که به تنهایی ، و هیچ چیز دیگری ، یک سیستم الکترونیکی با عملکردی کامل است. این تراشه انقلابی برای تولید دستگاه های پزشکی بی سیم قابل کاشت و کوچک باشد که می توانند چیزهای مختلف را درک کنند ، در کاربردهای بالینی استفاده می شود و در نهایت برای استفاده انسانی مورد تأیید قرار می گیرد. “
هدف این تیم تولید تراشه هایی است که می توانند با سوزن زیر پوستی به بدن تزریق شوند و سپس با استفاده از سونوگرافی به خارج از بدن ارتباط داده می شوند و اطلاعاتی را در مورد اندازه گیری محلی ارائه می دهند. دستگاه های فعلی دمای بدن را اندازه گیری می کنند ، اما امکانات بیشتری وجود دارد که تیم در حال کار بر روی آنها است.
