Создан первый в мире имплант на энергии магнитного поля

Нейроинженеры Университета Райса создали крошечный хирургический имплантат, который может электрически стимулировать мозг и нервную систему без использования батареи или проводного источника питания.

Нейронный стимулятор черпает силу из магнитной энергии и имеет размер с рисовое зерно. Это первый нейронный стимулятор с магнитным приводом, который генерирует такие же высокочастотные сигналы, что и клинически одобренные имплантаты с батарейным питанием, которые используются для лечения эпилепсии, болезни Паркинсона, хронической боли и других состояний.

Ключевым ингредиентом имплантата является тонкая пленка "магнитоэлектрического" материала, которая преобразует магнитную энергию непосредственно в электрическое напряжение. Этот метод позволяет избежать недостатков радиоволн, ультразвуковых, световых и даже магнитных катушек. Все они были предложены для питания крошечных беспроводных имплантатов и, как было показано, страдают от воздействия на живые ткани или выделяют вредное количество тепла.

Чтобы продемонстрировать жизнеспособность магнитоэлектрической технологии, исследователи показали, что имплантаты работают у грызунов, которые полностью проснулись и могут свободно бродить по своим жилищам.

"Проведение этой демонстрации принципа действительно важно, потому что это огромный технологический скачок от демонстрации на стенде к тому, что могло бы быть действительно полезным для лечения людей", - сказал Джейкоб Робинсон, соответствующий автор исследования и член Нейроинженерная инициатива Райса. "Наши результаты показывают, что использование магнитоэлектрических материалов для беспроводной передачи энергии - это не просто новая идея. Эти материалы являются отличными кандидатами для беспроводной биоэлектроники клинического уровня".

Крошечные имплантаты, способные модулировать деятельность мозга и нервной системы, могут иметь самые разные применения. В то время как имплантаты с батарейным питанием часто используются для лечения эпилепсии и уменьшения тремора у пациентов с болезнью Паркинсона, исследования показали, что нервная стимуляция может быть полезна для лечения депрессии, обсессивно-компульсивных расстройств и более трети тех, кто страдает от хронических, трудноизлечимых болей, которые часто приводят к беспокойству, депрессии и опиоидной зависимости.

Робинсон сказал, что миниатюризация, проведенная ведущим автором исследования и аспирантом Амандой Сингер, очень важна, потому что ключом к тому, чтобы сделать нейронно-стимулирующую терапию более доступной, является создание беспроводных устройств без батареи, которые достаточно малы, чтобы их можно было имплантировать без операции. По его словам, устройства размером с рисовое зерно можно имплантировать практически в любом месте тела с помощью минимально инвазивной процедуры, аналогичной той, которая используется для помещения стентов в заблокированные артерии.

Напомним, ранее сообщалось, что магнитное поле неоднократно спасало жизнь на Земле.

Источник