Forscher der University of Arizona haben ein ultradünnes drahtloses Gerät entwickelt, das in den Knochen implantiert werden soll, um den Gesundheitszustand des Gewebes von Patienten zu überwachen. Mikrocomputer können lange im Körper verbleiben – sie benötigen keine eigenen Stromquellen, um Daten zu übertragen.
Die aus Knochenimplantaten gewonnenen Daten werden eine personalisierte orthopädische Versorgung ermöglichen und beispielsweise die Trauma-Rehabilitation auf der Grundlage der gesammelten Daten beschleunigen.
Obwohl das System noch nicht am Menschen zugelassen oder sogar getestet wurde, werden Mikrocomputer, die einmal in Knochen implantiert sind, nicht nur dazu beitragen, den Gesundheitszustand zu überwachen, sondern ihn auch zu verbessern. Laut lokalen Wissenschaftlern ermöglicht das Vorhandensein eines "Computers im Knochen" die Erstellung von Forschungsinstrumenten, die genaue Daten über die Arbeit des Bewegungsapparates liefern und die gesammelten Informationen für Prävention, Therapie und Rehabilitation verwenden können.
Da die Muskeln eng am Knochen anliegen und ständig in Bewegung sind, ist es wichtig, dass das Gerät dünn genug ist, damit es das angrenzende Gewebe nicht reizt oder abreißt.
Der entworfene Computer ist nicht dicker als ein Blatt Papier und hat ungefähr die Größe einer kleinen Münze. In diesem Fall kann das Gerät entsprechend der Knochenform verformt werden und benötigt keine Batterien. Für die Interaktion mit externer Elektronik kommt eine Technologie zum Einsatz, die den NFC-Chips ähnelt, die beispielsweise in Smartphones und Bankkarten zum kontaktlosen Bezahlen verwendet werden.
Da die äußeren Knochenschichten wie die äußeren Hautschichten "erneuert" werden, sind herkömmliche Methoden der Gewebebefestigung nicht geeignet - selbst bei Verwendung von Spezialkleber würde sich das Gerät innerhalb weniger Monate ablösen. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein spezieller Kleber entwickelt, der Calciumpartikel enthält, deren Struktur den Knochenzellen nahezu identisch ist. Dank dessen gelang es den Wissenschaftlern, den Knochen zu "tricken", und ihn zu zwingen, den Mikrocomputer als seinen Teil zu betrachten. Dadurch können Sie eine dauerhafte "Verbindung" mit dem Knochen eingehen und über lange Zeit messen.
Beispielsweise kann ein Arzt ein Gerät an einem gebrochenen oder gebrochenen Knochen anbringen, um den Fortschritt der Behandlung zu verfolgen. Dies ist für Patienten mit Diagnosen wie Osteoporose äußerst nützlich, da sie häufig wiederkehrende Frakturen haben. Wenn man weiß, wie schnell und gut der Knochen wiederhergestellt wird, ist es möglich, die optimale Behandlung vorzuschreiben und bei Frakturen über die rechtzeitige Entfernung von Fremdbefestigungselementen zu entscheiden. Darüber hinaus werden einigen Patienten Medikamente zur Beschleunigung der Frakturheilung mit erheblichen Nebenwirkungen verschrieben. Eine neue Art der Überwachung wird es Ärzten ermöglichen, bei der Verschreibung solcher Medikamente fundiertere Entscheidungen zu treffen.
2021-11-23 09:02:43
Autor: Vitalii Babkin