Miniaturní čip pomůže sledovat cestu léků
V časopise Biomedical Engineering se objevila informace popisující práci výzkumníků z Kalifornského technologického institutu (Caltech). Nejde o nic menšího než miniaturní čipy, které by mohly fungovat jako inteligentní pilulky umožňující lékařům sledovat, kde se v daném okamžiku nacházejí v těle pacienta podané léky.
Inteligentní pilulky, které jsou schopny diagnostikovat a léčit nemoci způsobem, který je pro nás dnes nepředstavitelný, jsou možná už za rohem - a mohly by způsobit revoluci ve způsobu, jakým se aplikují léky. Aby však byly efektivní, budou potřebovat způsob, jak přenést informaci pro zdravotnický personál, kde se v těle nacházejí. Vytvoření takových inteligentních tablet není vzhledem k jejich mikroskopickým rozměrům jednoduché, ale vědci z Caltechu se domnívají, že by se jim tento problém mohlo podařit zvládnout.
Magnetická rezonance v mikroskopickém měřítku
To, co vyvinuli, je jedinečná tvorba nazvaná ATOMS, což je zkratka pro Addressable Transmitters Operated as Magnetic Spins neboli adresovatelné vysílače na principu magnetického spinu. Jde v podstatě o miniaturní křemíkový čip, který se spoléhá na stejné principy jako magnetické rezonanční zobrazování (MRI), aby zjistil, kde se v těle v daném okamžiku nachází.
„Abychom vyřešili problém lokalizace mikroskopických zařízení v těle, vypůjčili jsme si některé principy z nukleární magnetické rezonance a integrovali jsme je do křemíkového integrovaného obvodu," řekl Michail Shapiro, odborný asistent chemického inženýrství v Caltech, pro server Digital Trends. „Jaderné toky v atomech rezonují na určitých frekvencích, které se měří lineárně se silou magnetického pole, jemuž jsou vystaveny. MRI je založeno na myšlence uplatnění gradientu magnetického pole, takže spiny na dvou různých místech rezonují na dvou různých frekvencích. Je možné sledovat tyto frekvence a určit umístění spinů, to vše ve stejnou dobu. V našem zařízení máme stejný princip, ale namísto přirozeného atomu je použit křemíkový čip, který napodobuje jeho chování snímáním magnetického pole a změnou jeho rezonančních frekvencí. To nám umožňuje zjistit umístění čipu pouze použitím gradientu magnetického pole a sledováním vycházející frekvence."
Medicína budoucnosti: Počítače cestující v našem těle
Výzkum je sice stále v rané fázi, ale je naděje, že jednoho dne by takovéto přístroje mohly být nasazeny v prostředí jako je gastrointestinální trakt, krev nebo dokonce mozek. Jakmile se tam objeví, bude možné exaktně v reálném čase získávat informace, jako jsou údaje o úrovni pH, teplotě, tlaku nebo koncentraci cukru, a tyto údaje bezdrátově předávat lékařům. V současné době byl u myší demonstrován finální prototypový čip měřicí pouze 1,4 mm2.
„Nakonec si můžeme představit flotilu malých mikročipů, které cirkulují uvnitř těla, provádějí měření pro diagnózu nebo uvolňování energie nebo léků na terapii. Do těchto čipů bude integrována technologie ATOMS, abychom mohli vidět, kde jsou a co dělají, a říci jim, co mají dělat," popisuje možné budoucí využití těchto mikročipů Michail Shapiro.
350
.gif)
