Invention alimente des implants médicaux sans fil profondément à l'intérieur du corps

Des dispositifs de la taille d'un grain de riz pouvant être implanté profondément dans le corps annoncent une nouvelle vague d'électronique médicale miniature pour traiter la maladie et soulager la douleur. Maintenant, grâce à un ingénieur de l’Université de Stanford, en Californie, il existe un moyen de leur transmettre l’énergie de l’extérieur du corps en toute sécurité - sans fil.

Ada Poon, professeure adjointe en génie électrique à Stanford, travaille depuis des années pour trouver un moyen d’éliminer les piles volumineuses et les systèmes de recharge maladroits - le plus gros inconvénient de l’utilisation de dispositifs médicaux implantables.

Écrire dans Actes de l'Académie nationale des sciencesElle et ses collègues ont raconté comment ils ont développé et testé un moyen de transférer de l’électricité sans fil et en toute sécurité à de minuscules gadgets logés profondément dans le corps.

Ils espèrent que cette technologie mènera à un nouveau type de médicament permettant aux patients d'être traités avec des appareils électroniques au lieu de médicaments. Cela pourrait inclure de minuscules stimulateurs cardiaques, des stimulateurs nerveux pour traiter la douleur et des dispositifs à inventer.

Le professeur Poon déclare: "Nous devons rendre ces dispositifs aussi petits que possible pour les implanter plus profondément dans le corps et créer de nouveaux moyens de traiter les maladies et de soulager la douleur."

Pour tester leur nouveau système de recharge sans fil, l'équipe a mis au point un minuscule stimulateur plus petit qu'un grain de riz et pouvant être alimenté sans fil par un chargeur de la taille d'une carte de crédit placée au-dessus de l'implant.

La réalisation est importante car aucune méthode appropriée pour alimenter de minuscules appareils au fond du corps n'a été démontrée auparavant.

"Les méthodes existantes pour le stockage, la récolte ou le transfert d'énergie nécessitent des composants volumineux qui ne sont pas dimensionnés en millimètres", écrivent les auteurs.

La percée combine la sécurité du champ proche avec la portée des vagues en champ lointain

Au c?ur de l'invention se trouve une avancée technique qui permet un nouveau type de transfert d'énergie sans fil, utilisant à peu près la même puissance qu'un téléphone portable. La méthode peut atteindre le fond du corps et des tests indépendants similaires à ceux effectués sur les téléphones cellulaires montrent que le système tombe bien en dessous des niveaux d'exposition considérés nocifs pour l'homme.

La percée technique est survenue lorsque le professeur Poon a trouvé un moyen de combiner deux méthodes existantes - les ondes électromagnétiques en champ proche et en champ lointain - pour créer ce qu’elle appelle des «ondes de mi-champ».

Le professeur Poon décrit son travail dans la vidéo ci-dessous:

Les ondes de champ proche sont déjà utilisées en toute sécurité dans les systèmes d'alimentation sans fil tels que les implants auditifs. Mais comme leur nom l'indique, ils ne peuvent que transférer de l'énergie sur de courtes distances et ne conviennent donc pas pour alimenter des implants profonds.

Les ondes de champ lointain, telles que celles émises par les tours de radio, peuvent se déplacer sur de longues distances, mais lorsqu'elles rencontrent des tissus vivants, elles rebondissent ou sont absorbées et génèrent de la chaleur.

Le professeur Poon a combiné la sécurité des ondes de champ proche avec la portée des ondes de champ lointain et a réalisé ceci en profitant du fait que lorsque les vagues frappent un matériau différent, elles se déplacent différemment.

Elle a fait une source d'énergie qui a généré un type particulier d'ondes de champ proche qui, lorsqu'il est passé de l'air à la peau, a changé sa façon de voyager pour pouvoir continuer à bouger. Ce n'est pas différent de ce qui se passe lorsque vous portez votre oreille sur la voie ferrée et que vous pouvez sentir la vibration d'un train qui approche avant de pouvoir l'entendre dans les airs.

Le premier auteur, John Ho, candidat au doctorat dans le laboratoire du professeur Poon, note:

"Avec cette méthode, nous pouvons transmettre en toute sécurité de l'énergie à de minuscules implants dans des organes tels que le c?ur ou le cerveau, bien au-delà de la gamme des systèmes actuels en champ proche."

Le professeur Poon et ses collègues ont testé le chargeur sans fil dans un cochon et l’ont utilisé pour alimenter un minuscule stimulateur cardiaque chez le lapin. Ils prévoient maintenant de le tester chez l'homme. Cependant, même si les tests sur les humains aboutissent, il faudra peut-être des années avant que la technologie ne soit disponible dans le commerce, en raison du temps nécessaire pour prouver l'innocuité et l'efficacité des nouveaux dispositifs médicaux.

Néanmoins, la découverte devrait stimuler une nouvelle génération de microimplants programmables, explique le professeur Poon. Celles-ci pourraient prendre la forme de capteurs qui surveillent les fonctions vitales du corps, des stimulateurs nerveux qui modifient les signaux dans le cerveau et même de minuscules distributeurs qui distribuent les médicaments directement dans les tissus affectés. Ces alternatives à la pharmacothérapie sont appelées traitements "électroceutiques".

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