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#Tendencias de productos
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Los desafíos de conseguir innovaciones de los materiales en cuerpos humanos
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Una Universidad de Texas en el investigador de Dallas y su equipo han desarrollado electrónica flexible, de forma-desplazamiento innovadora. Pero ése es apenas el principio.
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Una Universidad de Texas en el investigador de Dallas ha imaginado cómo al thiolene/a los acrilatos de forma-desplazamiento del “programa” integrados con electrónica para envolver alrededor de los nervios tan finos como 60 micrones a través. Imagínese las condiciones neurológicas tratadas con los electrodos como mínimo invasores envueltos alrededor de los nervios en los lugares estratégicos en el cuerpo.
Pero tan impresionante como los sonidos del logro, Walter E. Voit tiene algunos desafíos tecnológicos significativos a solucionar en los próximos años si su electrónica minúscula, de forma-desplazamiento va a ser utilizada en seres humanos. Su historia proporciona un gran ejemplo porqué puede durar tan para las innovaciones del medtech en el laboratorio para hacerlo en el ser humano cuerpo-si lo hacen nunca.
Voit y su equipo han logrado ya mucho con su investigación, que es apoyada por el Defense Advanced Research Projects Agency de los E.E.U.U. (DARPA) y GlaxoSmithKline, entre otros. (Véase a Voit discutir su investigación en MD&M East, 9-11 de junio en New York City.)
No sólo se puede el thiolene/los acrilatos dirigir para desformar de una manera específica cuando está expuesto de calentar temperaturas dentro del cuerpo, pero tienen gran adherencia con los metales tales como oro-los cuales les hacen un material flexible altamente útil de la electrónica
“Pienso que cuál hemos podido hacer durante el último año está realmente el empuje que el sobre en qué podemos hacer con estos electrónica implantable del nodo,” Voit dice. “Hemos podido construir una serie de dispositivos de los nervios implantables que pueden interceptar electrónicamente el cuerpo nervioso para registrar, para bloquear y para estimular potenciales de acción individuales a través del sistema nervioso central y periférico.”
Los grandes desafíos, aunque, mienten a continuación, según Voit. “Es menos trivial demostrar que estos dispositivos funcionan agudo en animales y condiciones fisiológicas. Pero los retos reales son entender en los ambientes agresivos del cuerpo cómo estos dispositivos sobrevivirán y continuarán actuando durante periodos de tiempo más largos. Eso plantea preguntas muy interesantes, fundamentales de los materiales en términos de física del interfaz, en términos de empaquetado y encapsulación.”
Aquí están dos de los desafíos principales Voit y su equipo necesita superar:
Asegurarse de lo apila para arriba
La electrónica de forma-desplazamiento se hace usando pasos aditivos y ques se tiene que sustraer para crear componentes electrónicos en pilas de la puerta con tanto como 15 capas, cada uno dondequiera a partir del 3 nanómetro a 10s o 100s de micrones densamente, Voit dice.
Voit y sus colegas han estado experimentando con un anfitrión de materiales conductores entre las capas de thiolene/de acrilatos, incluyendo el oro, el nitruro del titanio, el platino, el iridio, el óxido del iridio, el nanotube del carbono, el graphene, semiconductores, y semiconductores orgánicos.
Nada de esto se encapsula en la tradición “latas” una del metal considera con los aparatos médicos electrónicos.
“Usted tiene que ser consciente de las fuerzas que atan. Usted no quiere dañar los nervios. Usted quiere poder medirlos y obrar recíprocamente con ellos más cercano a su ambiente natural,” Voit dice.
Los electrodos de forma-desplazamiento han funcionado sobre las ratas interiores a corto plazo. ¿Pero qué sobre el largo plazo dentro de cuerpos humanos?
“Hay mucho líquido. Hay mucho movimiento donde puede haber delaminación, el agrietarse del conductor. … Tenemos que dirigir estas pilas de modo que cuando los dispositivos están dentro del cuerpo y se sujeta al doblez y la contorsión y el estirar, que estas pilas no hacen estallar todo aparte de uno a,” Voit diga.
Los polímeros de la forma-memoria solucionan la una pieza del rompecabezas. “Pero hay muchos otros pedazos que son necesarios cuando estamos dirigiendo estas pilas de la puerta semiconductor-que contienen para construir los dispositivos altamente funcionales.”
¿Dónde es útil?
La meta es miniaturizar mucha la tecnología existente que se está utilizando para obrar recíprocamente con el sistema nervioso, Voit dice. “Estamos utilizando los nuevos materiales, nuevo semiconductor que procesa acercamientos para poder construir nuestros electrodos más cercano a la escala de la biología, que permitirá que seamos más selectivos, más sensibles, apuntado para entender y para controlar el sistema nervioso.”
Pero donde se deben los electrodos aplicar a las mejores condiciones de la invitación. “Estamos trabajando activamente con algunos de los clínicos principales en todo el país para hacer eso,” Voit dice.
Los colaboradores de la investigación incluyen a Jason B. Carmel, Doctor en Medicina, el doctorado, que está explorando el estímulo de la médula espinal y la plasticidad del músculo en Cornell; Pankaj Jay Pasricha, Doctor en Medicina, gastroenterólogo principal basado en la medicina de Johns Hopkins; Robert J. Butera, doctorado, bioengineer en Georgia Tech; y Mario Romero-Ortega, doctorado, bioengineer en UT Dallas.
“Ésas son la gente que está trabajando al undersand las preguntas fundamentales de la neurología,” Voit dicen. “Los científicos materiales que pueden ser útiles en esto son los que tienen éstos las colaboraciones realmente apretadas con los neurólogos y los clínicos donde usted puede entender no sólo los materiales, interfaces y electrónica, pero cómo se comportan dentro de animales en el cuerpo en estas pruebas biológicas específicas.”
La tecnología inalámbrica Voit y su equipo están diseñando para la electrónica de forma-desplazamiento está en la etapa in vitro, así que la investigación implica sobre todo el funcionar con de los alambres del conector en ratas, usando los electrodos de forma-desplazamiento como el interfaz con los nervios.
Están intentando imaginar donde están los más útiles los interfaces.
“Pienso idos son los días cuando usted puede diseñar esta ratonera genérica y hacer que trabaje para muchas cosas,” Voit dicen. “Pienso que la complejidad del cuerpo es tal eso a obrar recíprocamente en las escalas que queremos, va a tomar mucho hacia adelante y hacia atrás con los líderes que entienden la anatomía y la fisiología bien y pueden ayudar a subir con los modelos animales correctos, las pruebas correctas, los paradigmas correctos del estímulo para conseguir ese trabajo.”
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