fr.3b-international.com
Un appareil sans fil minuscule se propage à travers le flux sanguin
Des ingénieurs de l'université de Stanford ont démontré comment un minuscule dispositif médical sans fil, contrôlé de l'extérieur, pouvait se propager dans le sang, comme le film Fantastic Voyage de 1966, où un sous-marin microscopique et une équipe scientifique sont injectés dans le sang. d'un homme.
Ada Poon, professeure adjointe et ingénieure électricienne, dirige le groupe de recherche Poon à la faculté d'ingénierie de l'université de Stanford. Elle et son équipe cherchent de nouvelles façons d’utiliser les technologies de communication sans fil et de circuits intégrés en médecine.
Plus tôt cette année, lors de la Conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs (ISSCC) à San Francisco, devant un public composé de ses pairs, Poon a présenté une étude qui suggère le jour où nous sommes invités à "avaler le chirurgien" peut être plus proche que nous l'avions imaginé.
Poon a déclaré dans une communication de Stanford en mars:
"Les possibilités d'amélioration sont considérables et il reste beaucoup à faire avant que ces appareils ne soient prêts pour les applications médicales. Mais pour la première fois depuis des décennies, cette possibilité semble plus proche que jamais."
Les petits dispositifs médicaux implantables existent depuis un certain temps, mais la plupart d’entre eux sont limités par les contraintes d’énergie: leurs batteries sont grandes et lourdes et doivent être remplacées de temps en temps. Ils prennent près de la moitié de la taille de l'appareil.
Le laboratoire de Poon développe un nouveau type de dispositif qui peut être implanté ou injecté dans le corps et alimenté sans fil via des ondes radio électromagnétiques transmises à distance depuis l'extérieur du corps. Ne nécessitant pas de batterie ou de câbles signifie qu'il peut être petit et non encombré.
La co-auteure de l'étude, Teresa Meng, est professeur de génie électrique et d'informatique à Stanford. Elle a déclaré que si la technologie des implants est devenue efficace pour réduire les pièces électroniques et mécaniques, le stockage de l’énergie a pris du retard.
"Cela nous empêche de placer des implants dans le corps, mais crée également un risque de corrosion ou de fils cassés, sans parler du remplacement des batteries vieillissantes", a-t-elle expliqué.
Poon a déclaré que de tels dispositifs pourraient "révolutionner la technologie médicale" et proposer des applications allant du diagnostic à la chirurgie mini-invasive. Les versions fixes comprennent des dispositifs tels que des pompes à médicaments, des implants cochléaires, des stimulateurs cardiaques, des sondes cardiaques et des capteurs de pression.
Cependant, les appareils que ces laboratoires développent sont conçus pour circuler dans le sang. De telles applications offrent de nombreuses utilisations, y compris l'administration de médicaments, l'analyse de sites cibles et peut-être même la dissociation de caillots sanguins ou le zappage de plaques dans les artères sclérotiques.
Pour sa source d'énergie, l'appareil sur lequel travaille le laboratoire de Poon s'appuie sur un émetteur radio situé à l'extérieur du corps pour l'envoyer pendant qu'il se déplace à l'intérieur du corps.
Les signaux arrivent à la minuscule antenne en fil enroulé de l’appareil, couplée magnétiquement au corps de l’appareil, de sorte que toute variation de courant dans le transmetteur externe induit une tension dans le fil enroulé, produisant ainsi sans fil l’énergie nécessaire à la dispositif.
Cette description simple dément les défis qui ont été surmontés pour créer un tel dispositif. Un de ces défis impliquait le renversement de certaines hypothèses établies sur la fourniture de puissance sans fil dans le corps humain.
Une grande partie des mathématiques derrière des modèles testant la faisabilité d'obtenir des ondes électromagnétiques pour créer de l'énergie dans un dispositif implanté suppose que le tissu humain est un bon conducteur d'électricité et dissiperait donc les ondes radio haute fréquence avant d'atteindre un tel dispositif.
Mais lorsque Poon a assumé une hypothèse différente, à savoir que le tissu humain est un diélectrique, un type d'isolant, les équations ont fonctionné.
Et en fait, il s'avère que le tissu humain est un mauvais conducteur d’électricité, mais parce qu’il est de type diélectrique, il laisse passer les ondes radio.
Le laboratoire de Poon a également découvert que le tissu humain est un diélectrique «à faibles pertes», un grand avantage pour leur application car cela signifie que peu de signaux électromagnétiques sont perdus sur le chemin du dispositif implanté.
Et lorsqu'ils ont introduit leurs nouvelles hypothèses dans les équations, ils ont fait une découverte surprenante: les ondes radio à haute fréquence voyagent beaucoup plus loin dans les tissus humains que ne le suggéraient les modèles originaux.
Il ne s’agissait pas tant de la nouvelle technologie, mais plutôt de l’introduction de nouvelles mathématiques dans la technologie.
Ils ont également découvert que la fréquence optimale pour alimenter l'appareil sans fil était environ 100 fois supérieure à ce que l'on pensait auparavant, soit environ 1 gigahertz.
Un avantage réel de cette découverte est que l’antenne pourrait être environ 100 fois plus petite qu’on le pensait auparavant, tout en étant capable de générer la même quantité d’énergie pour l’appareil. L'antenne que Poon et ses collègues ont montrée à la conférence ne fait que deux millimètres carrés, ce qui lui permet de voyager dans le sang humain.
L'équipe de Poon a créé deux versions de prototypes: l'une se déplace d'un demi-centimètre par seconde et s'appuie sur le courant électrique directement à travers le support pour propulser l'appareil; et l'autre bouge comme quelqu'un qui pagaie un kayak, il se déplace d'un côté à l'autre lorsqu'un courant généré dans une boucle en fil le propulse vers l'avant.
Les fonds du C2S2 Focus Center, d'Olympus Corporation et de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ont permis de financer la recherche.
Écrit par Catharine Paddock PhD
Un composé de café peut prévenir le diabète de type 2
Votre café du matin pourrait aider à éviter le diabète de type 2, suggère une nouvelle étude, mais cela ne dépend pas de la teneur en caféine. Boire du café peut aider à prévenir le développement du diabète de type 2, affirment les chercheurs. Les chercheurs ont découvert que le cafestol, un composé bioactif présent dans le café, augmentait la sécrétion d'insuline, réduisait les taux de glucose à jeun et améliorait la sensibilité à l'insuline chez la souris.
«L'intuition féminine provient de l'exposition plus faible à la testostérone dans l'utérus»
La pensée intuitive se caractérise par le traitement automatique et inconscient des informations, ce qui nécessite peu d'efforts cognitifs. Ce mode de pensée est fréquemment attribué aux femmes sous le nom de soi-disant «intuition féminine», et les chercheurs suggèrent que cela pourrait avoir une influence biologique, enracinée dans une exposition prénatale plus faible à la testostérone dans l'utérus.
