Cadrele Smart Wireless Autonomous Networking System (SWANS) din corp permit comunicarea între terapii, conectând dinamici fiziologice îndepărtate și corelate folosind circuite atât de mici încât pot fi injectate printr-o seringă.
Rețeaua multiplexată inter-corporală, descrisă în revista Science, exploatează natura conductivă a țesutului corporal pentru a transmite semnale de comunicare ionic prin spațiile epidermice, subcutanate, intraperitoneale și gastrointestinale.
Sistemul are o acoperire de comunicare de peste zece ori mai mare decât metodele de radiofrecvență precum Bluetooth, transmitând prin 30 cm sau mai mult de țesut.
„SWANS stabilește un cadru în care dispozitivele terapeutice purtabile și implantabile răspândite comunică în întregul corp prin conducerea ionică a țesuturilor”, a declarat Ramy Ghanim, PhD, de la Georgia Institute of Technology, și colegii săi.
Aceștia au adăugat: „SWANS utilizează componente disponibile pe piață și poate fi implementat în orice dispozitiv bioelectronic.”
Terapiile bioelectronice inteligente precum pompele de insulină, stimulatoarele cardiace, neurostimulatoarele, pastilele electronice, implanturile de administrare a medicamentelor și protezele îmbunătățesc rezultatele pacienților prin conectarea senzorilor și actuatorilor printr-un control de feedback în buclă închisă.
Aceste sisteme pot funcționa mai bine prin distribuirea de noduri miniaturizate, coordonate, suplimentare în întregul corp pentru a monitoriza și trata sincronizat mai multe situsuri fiziologice interconectate.
Cu toate acestea, formele actuale de comunicare wireless necesită componente voluminoase care le limitează utilizarea și acceptabilitatea pentru pacienți și funcționează prost în țesuturi, cu un număr limitat de noduri independente coordonate.
Circuitele SWANS sunt realizate în întregime din componente electrice pasive doar de mici dimensiuni. Acest lucru permite dispozitivelor să consume niveluri de putere de ordinul microwatțiilor în starea de ascultare, permițându-le să funcționeze timp de un an sau mai mult. Acest lucru înseamnă și că dispozitivele pot fi minuscule, permițând întregilor sisteme să fie injectate folosind o seringă.
Arhitectura SWANS constă din trei componente: centre purtabile care coordonează citirile senzorilor purtabili și acțiunile terapeutice prin comunicarea ionică în corp; patch-uri cu microace care fac legătura între dispozitivele purtabile și corp; și circuite implantabile prin seringă care primesc și transmit semnale și efectuează acțiuni terapeutice.
Fiecare implant SWANS are două pad-uri de recepție interfacing cu țesutul conectate la pini de poartă ai unui tranzistor care detectează semnalele de gradient de tensiune emise în țesut și facilitează comutarea.
Pentru a comunica, dispozitivele SWANS emit impulsuri de tensiune caracteristice cu frecvență joasă în țesut care generează câmpuri electrice temporare în tot corpul care activează selectiv alte dispozitive.
Gradientele sunt recepționate de alte dispozitive aflate în contact cu țesutul, ceea ce determină comutarea tranzistorilor pasivi.
Sursa articol https://insideprecisionmedicine.com
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
