Implantat sa sopstvenim napajanjem prati zarastanje kičme

Inženjeri na Univerzitetu u Pitsburgu kreirali su implantat sa sopstvenim pogonom koji može da prati zarastanje kičme, a istovremeno pruža mehaničku podršku.

Uređaj je u fazi testiranja

Uređaj se može 3D štampati tako da savršeno odgovara datom pacijentu, a mehanička svojstva se takođe mogu lako podesiti da se prilagode svakoj situaciji. Kavez za kičmenu fuziju sadrži triboelektrični nanogenerator koji stvara električnu energiju kada je pod pritiskom kičme. Ovo pokreće ugrađeni senzor koji meri pritisak na kavez, što ukazuje na zarastanje kičme. Hirurzi često postavljaju kaveze za fuziju kičme da bi pružili podršku nakon operacija. Međutim, to obično budu gotova rešenja koja nisu posebno prilagođena pojedinačnim pacijentima. Ova najnovija tehnološka inovacija ima za cilj da to poboljša tako što ne samo da dizajn čini prilagodljivijim, već i uvođenjem senzora sa sopstvenim napajanjem koji pruža informacije o lečenju kičme.

„Kavezi za kičmenu fuziju se široko koriste u operacijama fuzije kičme, ali su obično napravljeni od titanijuma ili PEEK polimernih materijala (polukristalni, inženjerski termoplasti visokih performansi) sa određenim mehaničkim svojstvima“, rekao je Amir Alavi, jedan od programera novog uređaja. „Krutost naših metamaterijalnih kaveza između tela može se lako podesiti. Implantat se može 3D štampati na osnovu specifične anatomije pacijenta pre operacije, što ga čini mnogo prirodnijim.” Senzor sa sopstvenim napajanjem koristi triboelektrični nanogenerator koji proizvodi male količine električne energije kada je podvrgnut pritisku iz kičme.

Koristeći eksterni ultrazvučni uređaj, kliničar može da pročita podatke sa implantata i dobije ideju o tome kako kičma zarasta. „Pametni implantati mogu pružiti biofeedback u realnom vremenu i ponuditi mnoge terapeutske i dijagnostičke prednosti“, rekao je Alavi. „Ali veoma je izazovno integrisati glomazna kola ili izvore napajanja u malu površinu implantata. Rešenje je da se matriks implantata koristi kao aktivni medijum za sensing i prikupljanje energije. To je ono na šta smo se fokusirali.” Do sada su istraživači testirali uređaj na ljudskim leševima i nadaju se da će uskoro preći na studije na životinjama. Tehnologija izveštavanja podataka takođe ima potencijal u drugim implantabilnim uređajima, kao što su stentovi i zamene zglobova.

„Ovo je prvi takve vrste implantata koji koristi napredak u nanogeneratorima i metamaterijalu kako bi ugradio multifunkcionalnost u tkivo medicinskih implantata“, rekao je Alavi. „Ovaj tehnološki napredak će igrati glavnu ulogu u budućnosti implantabilnih uređaja.

Izvor: Medgadget