Новая беспроводная технология позволяет имплантатам передавать данные через ионы в тканях
![Прототип ионного коммуникационного устройства, прикрепленного к обеим сторонам лепестка орхидеи.](https://ab-news.ru/wp-content/uploads/2022/04/75478n678589h67i7gug.webp)
Передача данных от медицинских имплантатов в теле может быть сложной задачей, но исследователи из Колумбийского университета разработали новую технику, которая, по сути, записывает данные в ионы в тканях человека, где их затем можно считывать с приемника вне тела на высоких скоростях передачи.
Имплантируемые электронные устройства важны для здравоохранения, поскольку они могут отслеживать активность сердца, мозга или других органов и предупреждать врачей о проблемах.
Но получение этих данных из тела представляет собой препятствие: прокладка проводов через ткани может привести к заражению, в то время как беспроводные технологии, такие как радио, свет, ультразвук и Bluetooth, не очень эффективно проникают в ткани человека.
Поэтому в новой работе ученые разработали другую технологию которая может передавать данные по беспроводной связи, используя собственный метод связи тела.
Клетки в организме обмениваются ионами, чтобы общаться друг с другом, поэтому команда использовала электрическую потенциальную энергию, хранящуюся в тканях.
Новый метод ионной связи начинается с имплантации пары электродов внутрь ткани, которые могут кодировать данные с устройства в виде чередующихся электрических импульсов, а затем сохранять эту энергию в ионах внутри ткани.
Другая пара электродов может быть размещена на поверхности ткани, например кожи, для приема накопленной энергии и декодирования данных.
Ученые утверждают, что метод можно использовать для передачи данных через ткань на глубину до 10 см, теряя при этом меньше сигнала, чем при радиочастотной связи на любой глубине.
![Схема системы ионной связи, показывающая пары электродов по обе стороны от ткани. Схема системы ионной связи, показывающая пары электродов по обе стороны от ткани.](https://ab-news.ru/wp-content/uploads/2022/04/n678675gggf.webp)
Скорость передачи также была выше, чем у других методов: ученые зафиксировали частоту до 60 МГц, оставив место для оптимизации.
В тестах на живых крысах исследователи соединили эти системы ионной связи с имплантами нейронных интерфейсов. В течение нескольких недель устройства смогли успешно передавать данные на внешние приемники и были достаточно точными, чтобы улавливать сигналы от отдельных нейронов.
Исследователи говорят, что ионная связь требует более низкого напряжения и мощности, чем другие беспроводные технологии, что должно сделать ее более жизнеспособной для имплантатов.
Устройства, использующие этот метод, также могут быть довольно легко изготовлены из мягких биосовместимых материалов.
Следующим шагом будет создание и тестирование имплантируемого биосенсора с использованием органических транзисторов, которые могут использовать ионную связь.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.